Raðgreining á erfðamengi mannsins og djúpt nám gæti leitt til kórónavírusbóluefnis - skoðun

Gervigreind samfélagið verður að vinna með erfðafræðingum við að finna meðferð fyrir þá sem eru taldir í mestri hættu á kransæðaveiru. Hugsanleg meðferð gæti falið í sér að fjarlægja frumur einstaklings, breyta DNA og síðan sprauta frumunum aftur inn, nú vonandi vopnaðar farsælu ónæmissvörun. Þetta er núna unnið að nokkrum öðrum bóluefnum.

Fyrsta skrefið væri að raða öllu erfðamengi mannsins frá stórum hluta mannkyns.

Raðgreining á erfðamengi manna

Raðgreining á fyrsta erfðamengi mannsins kostaði 2.7 milljarða dollara og tók næstum 15 ár að ljúka henni. Núverandi kostnaður við að raða heilli manneskju hefur lækkað verulega. Svo nýlega sem 2015 var kostnaðurinn $4000, nú er kostnaðurinn innan við $1000 á mann. Þessi kostnaður gæti lækkað um nokkur prósentustig meira þegar stærðarhagkvæmni er tekin með í reikninginn.

Við þurfum að raða erfðamengi tveggja mismunandi tegunda sjúklinga:

1. Sýkt af Coronavirus; en heilbrigt
2. Sýkt af Coronavirus; en léleg ónæmissvörun

Ómögulegt er að spá fyrir um hvaða gagnapunktur verður verðmætastur, en hvert raðað erfðamengi myndi gefa gagnapakka. Því fleiri gögn því fleiri möguleikar eru til að finna DNA afbrigði sem auka viðnám líkamans gegn sjúkdómsferjunni.

Þjóðir tapa nú billjónum dollara vegna þessa faraldurs, kostnaðurinn við $1000 erfðamengi mannsins er lítill í samanburði. Að lágmarki 1,000 sjálfboðaliðar fyrir báða hópa íbúa myndu vopna vísindamenn með umtalsverðu magni stórra gagna. Ef tilraunin stækkar um eina stærðargráðu myndi gervigreindin hafa enn fleiri þjálfunargögn sem myndu auka líkurnar á árangri um nokkrar stærðargráður. Því meiri gögn því betra, þess vegna ætti að miða við 10,000 sjálfboðaliða.

vél Learning

Þó að margvísleg virkni vélanáms væri til staðar, væri djúpt nám notað til að finna mynstur í gögnunum. Til dæmis gæti verið athugun á því að ákveðnar DNA breytur samsvari háu ónæmi, á meðan aðrar samsvara háum dánartíðni. Að minnsta kosti myndum við læra hvaða hlutar mannkyns eru viðkvæmari og ættu að vera í sóttkví.

Til að ráða þessi gögn yrði Artificial Neural Network (ANN) staðsett á skýinu og raðað erfðamengi manna frá öllum heimshornum yrði hlaðið upp. Með tímanum mun samhliða tölvumál draga úr þeim tíma sem þarf fyrir ANN að vinna töfra sína.

Við gætum jafnvel tekið það einu skrefi lengra og notað úttaksgögnin flokkuð eftir ANN og fært þeim inn í sérstakt kerfi sem kallast a Endurtekið tauganet (RNN). RNN notar styrkingarnám til að bera kennsl á hvaða gen valið af upphaflegu ANN er farsælast í hermiumhverfi. Styrkingarnámsmiðillinn myndi gamify allt ferlið við að búa til eftirlíkingu, til að prófa hvaða DNA breytingar eru skilvirkari.

Hermt umhverfi er eins og sýndarleikjaumhverfi, eitthvað sem mörg gervigreind fyrirtæki eru vel í stakk búin til að nýta sér miðað við fyrri árangur þeirra við að hanna gervigreind reiknirit til að vinna í esports. Þar á meðal eru fyrirtæki á borð við DeepMind og OpenAI.

Þessi fyrirtæki geta notað undirliggjandi arkitektúr sinn sem er fínstilltur til að ná tökum á tölvuleikjum, til að búa til örvað umhverfi, prófa genabreytingar og læra hvaða breytingar leiða til sérstakra breytinga sem óskað er eftir.

Þegar gen hefur verið auðkennt er önnur tækni notuð til að gera breytingarnar.

CRISPR

Nýlega, fyrsta rannsóknin sem notar CRISPR til að breyta DNA inni í mannslíkamanum var samþykkt. Þetta var til að meðhöndla sjaldgæfa tegund erfðasjúkdóms sem hefur áhrif á eitt af hverjum 100,000 nýburum. Ástandið getur stafað af stökkbreytingum í allt að 14 genum sem gegna hlutverki í vexti og starfsemi sjónhimnunnar. Í þessu tilviki ætlar CRISPR að miða vandlega við DNA og valda smávægilegum tímabundnum skemmdum á DNA strengnum, sem veldur því að fruman gerir við sig. Það er þetta endurnærandi lækningaferli sem hefur möguleika á að endurheimta sjónina.

Á meðan við erum enn að bíða eftir niðurstöðum um hvort þessi meðferð muni virka, þá er fordæmið fyrir því að fá CRISPR samþykkt fyrir tilraunir í mannslíkamanum umbreytingar. Hugsanlegar sjúkdómar sem hægt er að meðhöndla eru meðal annars að bæta ónæmissvörun líkamans við tilteknum sjúkdómsferjum.

Hugsanlega getum við stjórnað náttúrulegu erfðafræðilegu viðnámi líkamans gegn tilteknum sjúkdómi. Sjúkdómarnir sem hugsanlega væri hægt að miða á eru fjölbreyttir, en samfélagið ætti að einbeita sér að meðhöndlun á nýju alþjóðlegu faraldurs kórónuveirunnar. Hótun sem gæti leitt til dauðadóms yfir stórum hlutfalli íbúa okkar ef ekki er hömlað.

Loka hugsanir

Þó að það séu margir möguleikar til að ná árangri mun það krefjast þess að erfðafræðingar, faraldsfræðingar og vélanámssérfræðingar sameinist. Hugsanleg meðferðarmöguleiki getur verið eins og lýst er hér að ofan, eða getur komið í ljós að hann er ólýsanlega ólíkur, tækifærið liggur í erfðamengisröðun stórs hluta íbúanna.

Djúpnám er besta greiningartæki sem menn hafa búið til; við þurfum að minnsta kosti að reyna að nota það til að búa til bóluefni.

Þegar við tökum tillit til þess sem er í hættu vegna þessa faraldurs sem nú stendur yfir, þurfa þessi þrjú vísindasamfélög að koma saman til að vinna að lækningu.