Российская нейросеть раскрыла тайну трехмерной упаковки ДНК у двадцати двух видов
Отечественные биоинформатики создали нейросеть Chimaera, способную предсказывать пространственную структуру генома по одной лишь последовательности ДНК. Разработка охватила организмы от дрожжей и водорослей до человека.
ДНК внутри клетки не лежит беспорядочно – она складывается в сложную трехмерную архитектуру, которая напрямую влияет на работу генов. Ученые давно знали о существовании петель, полос и зон изоляции, однако не понимали, одинаковы ли механизмы их формирования у разных видов. Чтобы разобраться в этом, российская команда проанализировала данные 22 организмов: человека, мыши, лягушки, рыбки данио-рерио, пчелы, муравья, дрозофилы, нематоды, дрожжей и других.
Результаты оказались неожиданными: похожие структуры у разных организмов могут возникать по совершенно разным биологическим причинам. Кроме того, нейросеть выяснила, что на упаковку ДНК влияет не только расположение генов, но и направление их считывания. На основе этих данных ученые построили эволюционное дерево трехмерной организации генома – от растений до млекопитающих.
Важное преимущество Chimaera – ее «прозрачность»: модель не просто выдает результат, но и объясняет, почему она приняла то или иное решение. Это особенно ценно на фоне растущего применения нейросетей в биологии.
