November 8th, 2018

ИИ улучшил работу редактора генома, предсказав результаты



С редактором генома CRISPR-Cas9 уже довольно неплохо научились обращаться. Однако при довольно хорошем знании технологии и принципов ее работы, результат, который получится в ходе редактирования, не всегда предсказуем. Связано это с особенностями самого процесса редактирования и именно его исход научился предсказывать искусственный интеллект, еще сильнее улучшив результативность метода редактирования генома.


Для начала хотелось бы пояснить, в чем же состоит основная проблема. Как ни странно, непосредственно редактор генома тут почти ни при чем. Белок Cas9 в данном случае выполняет функцию лезвия и вырезает требуемый компонент генома. Но далее на «пустое место» нужно вставить другой компонент. Тут используется матричная ДНК, которая, если объяснить простым языком, выступает в качестве «донора» материалов. Этот процесс носит название репарация ДНК. Есть и другие системы, которые работают по схожему принципу в отсутствии матричной ДНК, но именно в них и заключается проблема: после их работы на месте замены генетического материала могут остаться делеции (грубо говоря, отсутствующие участки). Исход подобных вмешательств ранее можно было вычислить лишь опытным путем.

Как передает редакция журнала Nature, группа ученых из Массачусетского Технологического Института (MIT) разработала программу на основе искусственного интеллекта, которая просчитывает результат изменения генома. ИИ способен сообщить, какая именно последовательность образуется в месте вмешательства после редактирования, а также как минимум в 50% случаев сообщает о том, могут ли после завершения операции остаться делеции. Кроме того, если использовать ИИ для прогнозирования всех этапов, то точность предсказания можно повысить до 5-11%, а это очень хороший результат.

Для того, чтобы научить ИИ прогнозировать исход вмешательства в геном, ученые создали библиотеку из 2000 направляющих РНК для Cas9 (именно РНК указывает белку, где именно нужно разрезать молекулу). Далее из них было выбрано 14, которые могли после репарации вызывать появление лишнего нуклеотида, а затем ИИ выбрал те, которые наиболее часто приводили к ошибкам репарации. На основании этих данных была построена «модель поведения», которая уже использовалась и для других операций. Ученым уже удалось эффективно и без проявления побочных эффектов отредактировать мутации в клетках с синдромом Германского-Пудлака и болезнью Менекса.

promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 30
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Проект "Лучшие кадры лучшей страны" Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное…

Обучены помогать: как использовать нейросети для автоматизации процессов и работы с фото и видео



С помощью обучаемых нейросетей удаляют шумы с фотографий, делают автоматическую ретушь. Компьютерное зрение используется в медицине для идентификации заболеваний на снимках или автоматизации рутинной работы медиков. В бизнесе с помощью нейросетей облегчают проведение HR-видеоинтервью или обработку персональных данных пользователей. Спектр применения технологий машинного обучения и компьютерного зрения постоянно расширяется, в том числе благодаря достижениями флагманов рынка — NVIDIA. R&D-инженер в IT-компании Junto Алексей Нестеров рассказал «Хайтеку», какие задачи удается решить и в каких областях можно увидеть реальное применение технологий машинного обучения и компьютерного зрения.

Технологии машинного обучения и компьютерного зрения (далее — ML и CV) прочно вошли в технологические тренды. Эксперты в отрасли считают, что сегодня инвестиции в ML можно сравнить с инвестициями в мобильную отрасль с десяток лет назад. Одна из причин хайпа в том, что если еще пять лет назад такие технологии были доступны только крупным компаниям, то сегодня даже небольшой стартап или энтузиаст-одиночка могут воспользоваться облачными вычислениями и быстро развернуть пилотный проект в сфере ML и CV.

Но не все представляют до конца, что это такое, как применять технологии ML и CV, какие результаты такие технологии могут дать в реальной жизни. Сегодня на рынке существует несколько ключевых направлений применения ML и CV — фановый контент, бизнес и медицина.
Collapse )

В Индии на 3D-принтерах напечатают «жилье для всех»



Отсутствие доступного жилья — одна из насущных проблем Индии. И новейшие технологии должны помочь скорее воплотить в жизнь правительственную программу «Жилье для всех».

Решить одну из основных проблем Индии — тотальной нехватки жилья — поможет технология 3D-печати домов. Как утверждают основатели компании Tvasta, первые такие строения появятся уже в следующем году

Как пишет Gadgets Now, на печать одного дома у Tvasta ушло всего два дня. Однако это был пробный образец.

Когда дело дойдет до стройки в реальных условиях, стартап планирует печатать составные части домика площадью 30 кв.м примерно за три дня, а собирать его «под крышу» в течение недели.

Несколько правительственных агентств и представители бизнеса Индии сейчас разрабатывают стандарты, нормы и правила для широкого применения 3D-печати домов. Ключевым фактором, однако, станут скорость и доступность жилья.
Collapse )

Искусственная свинина за месяц подешевела в 12 раз



Американская компания New Age Meats создает культивированное мясо из стволовых клеток свиньи и фетальной сыворотки телят. Гибридный материал обходится дорого, но дешевеет рекордными темпами.

Презентации стартапа New Age Meats всегда сопровождаются демонстрацией фотографии Джесси — свиньи, из стволовых клеток которой компания получила партию культивированных сосисок. Глава компании Брайан Спирс в прошлом изучал химические технологии, а теперь занимается разработкой искусственного мяса. New Age Meats подчеркивает, что животные при изготовлении продукта не страдают. К примеру, Джесси отделалась только процедурой биопсии.

Но, как отмечает Business Insider, большинство разработчиков культивированного мяса используют также фетальную бычью сыворотку.

В ней есть ценные белки, которые стимулируют рост клеток в биореакторе. Вещество извлекают из эмбрионов коров, которые идут на убой.
Collapse )

Созданы бионические грибы, вырабатывающие электричество



Бионический гриб получился из обычного шампиньона, на который с помощью 3D-печати нанесли особые бактерии и сеть для сбора вырабатываемого микроорганизмами электричества. По словам ученых, подобные системы могут использоваться во многих сферах, от здравоохранения до производства электроэнергии.

Цианобактерии очень перспективны с точки зрения биотехнологий, в частности, благодаря своей способности вырабатывать электричество. К сожалению, они плохо растут в искусственных средах. Команда исследователей из Технологического института Стивенса (США) задалась вопросом, могут ли грибы стать основой для долгосрочного культивирования цианобактерий.

Эксперименты показали, что на шляпке живого шампиньона цианобактерии выживают на несколько дней дольше, чем на мертвом грибе или в искусственных средах. Это доказывает, что экологические условия на поверхности гриба благоприятны для этих микроорганизмов, отмечает Science Daily.

Затем исследователи усложнили бионический гриб. С помощью роботизированного 3D-принтера на поверхность шампиньона нанесли сеть графеновых электронных чернил. Поверх нее биочернилами с содержанием цианобактерий нанесли спираль, в нескольких местах пересекающуюся с графеновой сетью.

В точках контакта электроны перемещаются через мембраны цианобактерий на графеновую сеть, которая служит для сбора электричества. Выработка тока запускается под воздействием света.

Исследователи обнаружили, что количество электричества, произведенное бактериями, зависит от их размещения и плотности упаковки. При 3D-печати они вырабатывали в 8 раз больше тока, чем если бы были нанесены пипеткой.

«Электрический гриб» может показаться всего лишь причудой, однако у подобных биогибридных систем большое будущее. Их можно использовать, например, при производстве датчиков.