Una nueva herramienta llamada DeepBind utiliza el aprendizaje profundo para analizar cómo las proteínas se unen al ADN y al ARN, lo que le permite detectar mutaciones que podrían alterar los procesos celulares y causar enfermedades.
Brendan Frey, investigador principal de CIFAR Universidad de Toronto, supervisando a los autores principales Babak Alipanahi y Andrew Delong, desarrollaron el método utilizando el aprendizaje profundo, una técnica de aprendizaje automático iniciada por los miembros de CIFAR en el programa de Computación Neural y Percepción Adaptativa y ahora utilizada porempresas como Google y Facebook.
Cientos de miles de proteínas en las células humanas se unen al ADN y al ARN y regulan la expresión génica. "Son los controladores principales de la célula", dice Alipanahi. Pero muchas de estas proteínas son exigentes con las secuencias a las que se unirán.
DeepBind puede analizar datos experimentales ruidosos para determinar las secuencias de ADN y ARN a las que se unirá un conjunto de proteínas. Luego, puede observar una nueva secuencia y calcular una puntuación que indique qué tan probable es que cualquiera de estas proteínas se una aDada una secuencia con una mutación, la herramienta puede analizar si los cambios de unión. Las mutaciones que agregan o eliminan sitios de unión de proteínas pueden alterar los patrones de expresión génica y conducir a la enfermedad.
Frey, investigador principal tanto en el programa de Redes Genéticas como en el Programa de Computación Neural y Percepción Adaptativa, dice: "DeepBind es un ejemplo de una serie de tecnologías que hemos desarrollado al combinar nuestra experiencia en aprendizaje profundo y biología del genoma"Creo que estas tecnologías revolucionarán la atención médica y la medicina de precisión. Son revolucionarias".
El grupo de Frey ha estado desarrollando técnicas disruptivas de aprendizaje automático para comprender el genoma durante más de una década. El año pasado, los líderes tecnológicos de compañías como Facebook, Google y Deep Mind acordaron que la próxima "gran cosa" para el aprendizaje profundo es su aplicación enatención médica y medicina genómica. Basado en sus éxitos durante la última década, el grupo de Frey no podría estar más de acuerdo
primeros análisis de DeepBind de datos genéticos humanos, descritos en Biotecnología de la naturaleza , ya ha proporcionado nueva información sobre las interrupciones de la unión a proteínas en mutaciones ligadas a cánceres, hemofilia e hipercolesterolemia familiar, una afección hereditaria asociada con niveles muy altos de colesterol. El sistema también reveló que una mutación genética conduce a un desarrollo anormal della corteza cerebral del cerebro puede ser más compleja de lo que se pensaba anteriormente. Específicamente, se descubrió que una mutación que se sabe que elimina un sitio de unión en realidad elimina dos sitios de unión al mismo tiempo.
DeepBind sigue el desarrollo revolucionario del "código de empalme humano" por parte del grupo de Frey en colaboración con los becarios superiores de CIFAR Stephen Scherer El Hospital para Niños Enfermos y la Universidad de Toronto y Timothy Hughes Universidad de Toronto. Su sistema identificó nuevosgenes que podrían estar implicados en los trastornos del espectro autista, el cáncer de colon hereditario sin poliposis y la atrofia muscular espinal al identificar errores en el empalme de genes. Dado que muchas proteínas regulan el empalme, los investigadores tienen la intención de utilizar sus conocimientos de DeepBind para mejorar el código de empalme humano.La nueva herramienta amplía sustancialmente los tipos de mutaciones que pueden analizar a los promotores y potenciadores.
Frey dice que los conceptos detrás de DeepBind fueron altamente influenciados por los colaboradores de CIFAR que están a la vanguardia del desarrollo de tecnologías de aprendizaje profundo. "CIFAR jugó un papel crucial en el establecimiento de la red de investigación que condujo a nuestros avances en el aprendizaje profundo y la medicina genómica".Dice Frey
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Canadiense de Investigación Avanzada . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :