谷歌最新人工智能软件阿尔法折叠(Alpha Fold),在一项极其困难的任务中击败了所有对手,成功根据基因序列预测了生命基本分子——蛋白质的三维结构。 这意味着,人工智能已经深度进入基因和蛋白质领域,这既是医疗、药物和生命科学与AI联姻的一种突破,也表明AI在维护人们健康、延长寿命和提高生命质量方面有了稳步进展。
这个工作的新颖点在于:首次将 GANs 的技术应用于带有反馈回路机制的生物序列合成;他们证明了这种训练机制对于所有类型的分析器都有很强的鲁棒性,可以针对特定的特性设计特定的分析器。例如作者分别采用 RNN 分析器和 PSIPRED 分析器优化编码抗菌肽的基因和优化编码α-螺旋肽的基因。但是这项工作仍然有一些有待改进的地方。例如:在文中作者限制基因长度为 50 个碱基对,对于较长的基因仍然存在困难,如何将这种方法推广到数千个碱基对的基因序列需要进一步探索;在文中作者为了降低难度,而专注于生成具有明确的起始/终止密码子结构并且只有四个核苷酸的基因序列,那么能否直接生成蛋白质序列(有 26 个氨基酸)呢?这也需要进一步探索。在将来,医疗数据将会得到更多的重视。而大数据和人工智能中的机器学习可以来搜集处理这些医疗数据。基于人工智能的医疗管理系统可以改善医护人员的操作流程。其中图形识别、光学字符辨识功能的使用,可以降低医疗从业人员在剂量指示、诊断数据方面的错误率。
一些公司正致力于通过在细胞层面改变DNA来支持基因编辑的技术。CRISPR是一种基因编辑技术,是计算机科学家和生物学家之间的合作。基因编辑可能会引起疾病的基因有积极的结果,基因编辑也可创造出高产量、防掉落的作物,但它也带来了复杂的伦理、道德和法律的影响。大多数人都能看到通过基因编辑突变“优化”健康的好处,但当开始“优化”人类时,问题就变得更加复杂了。在基因编辑过程中,专家们正在努力解决的另一件事是如何防止非目标效应,预防工具面对看起来与目标基因相似的基因时进行错误的工作。人工智能和机器学习有助于使基因编辑活动更加精确、便宜和简单。人工智能和基因技术的未来预计将包括药物基因组学、新生儿遗传筛查工具、农业改良等。尽管无法预测未来,但有一件事是肯定的:人工智能和机器学习将加速对基因构成和其他生物体的理解。
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