البيانات الجينومية تقود الذكاء الاصطناعي في علم الجينوم

على مدى العقد الماضي، أدت التطورات في تقنيات تسلسل الحمض النووي إلى نمو هائل في البيانات الجينومية. وقد أتاح انخفاض تكاليف تسلسل الجينوم تجميع مجموعات بيانات ضخمة تتكون من تسلسلات الجينوم الكاملة وملفات تعريف التعبير الجيني وبيانات أخرى من مجموعة واسعة من العينات البيولوجية. وتثبت مجموعات البيانات الجينومية الوفيرة والمتنوعة أنها مثالية لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي القوية التي يمكنها الكشف عن رؤى جديدة. وقد استفادت شركات الجينوم والأدوية الحيوية الرائدة من هذه الكنوز من البيانات لتطوير تطبيقات الذكاء الاصطناعي المتطورة لتسريع اكتشاف الأدوية، وتمكين الطب الدقيق والمزيد.

التنبؤ بالنمط الظاهري الجينومي باستخدام التعلم العميق

كان أحد التركيزات الرئيسية للذكاء الاصطناعي في علم الجينوم هو تطوير نماذج التعلم العميق للتنبؤ بالأنماط الظاهرية من البيانات الجينومية وحدها. وقد جمعت مشاريع واسعة النطاق مثل البنك الحيوي في المملكة المتحدة السجلات الجينومية والصحية من مئات الآلاف من الأفراد، مما يوفر أرضية تدريب مثالية لمثل هذه النماذج. لقد قام الباحثون بتدريب الشبكات العصبية على هذه الثروة من بيانات النمط الجيني والنمط الظاهري المقترنة للتنبؤ بالسمات والأمراض بدقة غير مسبوقة. على سبيل المثال، يمكن لنماذج التعلم العميق التنبؤ بأمراض مثل مرض السكري من النوع 2 ومرض الشريان التاجي والعديد من أنواع السرطان مثل سرطان البروستاتا من الاختلافات الجينية وتعبيرات الجينات بدقة تزيد عن 80٪. يمكن لمثل هذه النماذج التنبؤية تحويل الرعاية الصحية من خلال تمكين التنبؤ المبكر بالمخاطر واستراتيجيات الوقاية المستهدفة بناءً على الملف الجيني للشخص وحده.

تحليل الجينوم بمساعدة الذكاء الاصطناعي

بينما أصبح تسلسل الحمض النووي سلعة، فإن تحليل وتفسير البيانات الجينية المعقدة لا يزال يتطلب خبرة متخصصة. هنا، يساعد الذكاء الاصطناعي في أتمتة وتعزيز التحليل الجيني البشري. يعمل التعلم العميق على تشغيل خطوط الأنابيب المؤتمتة بالكامل لمهام مثل استدعاء المتغيرات من بيانات التسلسل وشرح المتغيرات بتوقعات التأثير الوظيفي. وفي الوقت نفسه، يعمل الباحثون على تطوير مساعدي الذكاء الاصطناعي التفاعليين الذين يمكنهم الإجابة على استفسارات اللغة الطبيعية حول النتائج الجينية ومساعدة غير الخبراء في التنقل عبر طوفان البيانات الجينية. كما تعمل أدوات الذكاء الاصطناعي على إظهار أنماط ورؤى جديدة من مجموعات البيانات الجينومية التي ربما لم تكن لتكتشف لولا ذلك. وقد أدت هذه التطورات إلى إضفاء الطابع الديمقراطي على تحليل البيانات الجينومية، وتسريع الاكتشافات، وإدخال عصر الجينوميات الدقيقة المعززة بالذكاء الاصطناعي.

احصل على مزيد من الأفكار حول الذكاء الاصطناعي في علم الجينوم