Результаты могут привести к лучшему пониманию того, как промоторы способствуют регуляции генов в здоровом состоянии и при заболеваниях.
Учёные из Юго-западного университета Юты в США разработали модели глубокого обучения для определения простого набора правил, управляющих активностью промоторов — участков ДНК, которые инициируют процесс, посредством которого гены производят белки.
Исследование опубликовано в журнале Science.
«Хотя промоторы необходимы для функционирования каждого гена, наше понимание того, как работают эти генетические элементы, является неполным, несмотря на десятилетия исследований, которые определили многие из их особенностей. Наши исследования проливают новый свет на то, как эти последовательности работают у людей и других млекопитающих», — сказал исследователь Цзянь Чжоу.
Чтобы лучше определить промоторы у людей и то, как они работают, исследователи разработали программу машинного обучения, которую они назвали Puffin. Проанализировав данные десятков тысяч признанных человеческих промоторов, программа определила, что они состоят из трёх типов последовательностей: мотивов, инициаторов и тринуклеотидов.
Puffin показал, что в зависимости от того, как устроены эти элементы, они могут активировать или подавлять транскрипцию гена. Он также может предсказать, как расположение этих элементов может заставить РНК-полимеразу предпочтительно транскрибировать одну цепь ДНК или транскрибировать обе цепи одновременно в противоположных направлениях. Эта двунаправленная транскрипция часто встречается в генах человека.
Ранее Techno Dzen сообщил, что новый подход может полностью распознавать «произносимые» слова в мозге.