02 Okt 2023 (Berita Nanowerk) Strategi pemrograman ulang seluler melibatkan penggunaan intervensi genetik yang ditargetkan untuk merekayasa sel menjadi keadaan baru. Teknik ini sangat menjanjikan dalam imunoterapi, misalnya, di mana peneliti dapat memprogram ulang sel T pasien sehingga menjadi pembunuh kanker yang lebih ampuh. Suatu hari nanti, pendekatan ini juga dapat membantu mengidentifikasi pengobatan kanker yang dapat menyelamatkan nyawa atau terapi regeneratif yang memperbaiki organ yang terkena penyakit. Namun tubuh manusia mempunyai sekitar 20,000 gen, dan gangguan genetik bisa disebabkan oleh kombinasi gen atau salah satu dari 1,000 faktor transkripsi yang mengatur gen tersebut. Karena ruang pencarian sangat luas dan eksperimen genetik memerlukan biaya yang mahal, para ilmuwan sering kali kesulitan menemukan gangguan ideal untuk penerapan khusus mereka. Para peneliti dari MIT dan Universitas Harvard mengembangkan pendekatan komputasi baru yang secara efisien dapat mengidentifikasi gangguan genetik yang optimal berdasarkan jumlah eksperimen yang jauh lebih kecil dibandingkan metode tradisional. Teknik algoritmik mereka memanfaatkan hubungan sebab-akibat antara faktor-faktor dalam sistem yang kompleks, seperti regulasi genom, untuk memprioritaskan intervensi terbaik dalam setiap putaran eksperimen berurutan. Para peneliti melakukan analisis teoretis yang cermat untuk menentukan bahwa teknik mereka memang mengidentifikasi intervensi yang optimal. Dengan kerangka teoretis tersebut, mereka menerapkan algoritme pada data biologis nyata yang dirancang untuk meniru eksperimen pemrograman ulang seluler. Algoritme mereka adalah yang paling efisien dan efektif. “Terlalu sering, eksperimen skala besar dirancang secara empiris. Kerangka sebab-akibat yang hati-hati untuk eksperimen sekuensial memungkinkan identifikasi intervensi optimal dengan uji coba yang lebih sedikit, sehingga mengurangi biaya eksperimen,” kata rekan penulis senior Caroline Uhler, seorang profesor di Departemen Teknik Elektro dan Ilmu Komputer (EECS) yang juga merupakan salah satu direktur. dari Eric dan Wendy Schmidt Center di Broad Institute of MIT dan Harvard, dan seorang peneliti di Laboratory for Information and Decision Systems (LIDS) dan Institute for Data, Systems and Society (IDSS) MIT. Bergabung dengan Uhler di atas kertas, yang muncul di Kecerdasan Mesin Alam (“Pembelajaran aktif untuk desain intervensi optimal dalam model kausal”), adalah penulis utama Jiaqi Zhang, seorang mahasiswa pascasarjana dan Eric dan Wendy Schmidt Center Fellow; rekan penulis senior Themistoklis P. Sapsis, profesor teknik mesin dan kelautan di MIT dan anggota IDSS; dan lainnya di Harvard dan MIT.
Giat belajar
Ketika para ilmuwan mencoba merancang intervensi yang efektif untuk sistem yang kompleks, seperti pemrograman ulang seluler, mereka sering kali melakukan eksperimen secara berurutan. Pengaturan seperti ini cocok untuk penggunaan pendekatan pembelajaran mesin yang disebut pembelajaran aktif. Sampel data dikumpulkan dan digunakan untuk mempelajari model sistem yang menggabungkan pengetahuan yang dikumpulkan sejauh ini. Dari model ini, fungsi akuisisi dirancang – sebuah persamaan yang mengevaluasi semua intervensi potensial dan memilih intervensi terbaik untuk diuji pada uji coba berikutnya. Proses ini diulangi hingga intervensi optimal teridentifikasi (atau sumber daya untuk mendanai eksperimen berikutnya habis). “Meskipun ada beberapa fungsi akuisisi umum untuk merancang eksperimen secara berurutan, hal ini tidak efektif untuk masalah dengan kompleksitas seperti itu, sehingga menyebabkan konvergensi yang sangat lambat,” jelas Sapsis. Fungsi akuisisi biasanya mempertimbangkan korelasi antar faktor, seperti gen mana yang diekspresikan bersama. Namun fokus hanya pada korelasi mengabaikan hubungan regulasi atau struktur sebab akibat dari sistem. Misalnya, intervensi genetik hanya dapat mempengaruhi ekspresi gen hilir, namun pendekatan berbasis korelasi tidak akan mampu membedakan antara gen yang berada di hulu atau hilir. “Anda dapat mempelajari sebagian pengetahuan sebab akibat dari data dan menggunakannya untuk merancang intervensi dengan lebih efisien,” jelas Zhang. Para peneliti MIT dan Harvard memanfaatkan struktur sebab akibat yang mendasari teknik mereka. Pertama, mereka dengan hati-hati menyusun suatu algoritma sehingga hanya dapat mempelajari model sistem yang memperhitungkan hubungan sebab akibat. Kemudian peneliti merancang fungsi akuisisi sehingga secara otomatis mengevaluasi intervensi menggunakan informasi tentang hubungan sebab akibat tersebut. Mereka menyusun fungsi ini sehingga memprioritaskan intervensi yang paling informatif, artinya intervensi yang paling mungkin menghasilkan intervensi optimal dalam eksperimen berikutnya. “Dengan mempertimbangkan model kausal dan bukan model berbasis korelasi, kita sudah dapat mengesampingkan intervensi tertentu. Kemudian, setiap kali Anda mendapatkan data baru, Anda dapat mempelajari model sebab akibat yang lebih akurat dan dengan demikian semakin memperkecil ruang intervensi,” jelas Uhler. Ruang pencarian yang lebih kecil ini, ditambah dengan fokus khusus fungsi akuisisi pada intervensi yang paling informatif, menjadikan pendekatan mereka begitu efisien. Para peneliti selanjutnya meningkatkan fungsi akuisisi mereka menggunakan teknik yang dikenal sebagai pembobotan keluaran, yang terinspirasi oleh studi kejadian ekstrem dalam sistem yang kompleks. Metode ini dengan hati-hati menekankan intervensi yang kemungkinan besar mendekati intervensi optimal. “Pada dasarnya, kami memandang intervensi optimal sebagai 'peristiwa ekstrem' di antara semua kemungkinan intervensi suboptimal dan menggunakan beberapa ide yang telah kami kembangkan untuk mengatasi permasalahan ini,” kata Sapsis.Peningkatan efisiensi
Mereka menguji algoritme mereka menggunakan data biologis nyata dalam eksperimen pemrograman ulang seluler yang disimulasikan. Untuk tes ini, mereka mencari gangguan genetik yang akan menghasilkan perubahan rata-rata ekspresi gen yang diinginkan. Fungsi akuisisi mereka secara konsisten mengidentifikasi intervensi yang lebih baik dibandingkan metode dasar melalui setiap langkah dalam percobaan multi-tahap. “Jika Anda menghentikan eksperimen pada tahap apa pun, eksperimen kami akan tetap lebih efisien dibandingkan dengan baseline. Ini berarti Anda dapat menjalankan lebih sedikit eksperimen dan mendapatkan hasil yang sama atau lebih baik,” kata Zhang. Para peneliti saat ini bekerja dengan para peneliti untuk menerapkan teknik mereka terhadap pemrograman ulang seluler di laboratorium. Pendekatan mereka juga dapat diterapkan pada masalah di luar genomik, seperti mengidentifikasi harga optimal untuk produk konsumen atau memungkinkan kontrol umpan balik yang optimal dalam aplikasi mekanika fluida. Di masa depan, mereka berencana untuk meningkatkan teknik pengoptimalan mereka melampaui teknik yang berupaya untuk mencocokkan rata-rata yang diinginkan. Selain itu, metode mereka mengasumsikan bahwa para ilmuwan sudah memahami hubungan sebab akibat dalam sistem mereka, namun penelitian di masa depan juga dapat mengeksplorasi cara menggunakan AI untuk mempelajari informasi tersebut.- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63752.php
- :memiliki
- :adalah
- :bukan
- :Di mana
- ][P
- 000
- 1
- 10
- 11
- 20
- 7
- 8
- 9
- a
- Sanggup
- Tentang Kami
- Akun
- tepat
- perolehan
- aktif
- tambahan
- mempengaruhi
- AI
- algoritma
- algoritmik
- algoritma
- Semua
- mengizinkan
- sudah
- juga
- an
- analisis
- dan
- Apa pun
- muncul
- Aplikasi
- aplikasi
- terapan
- Mendaftar
- pendekatan
- ADALAH
- AS
- mengasumsikan
- At
- penulis
- secara otomatis
- rata-rata
- berdasarkan
- Dasar
- BE
- karena
- TERBAIK
- Lebih baik
- antara
- Luar
- tubuh
- luas
- tapi
- by
- bernama
- CAN
- Kanker
- hati-hati
- hati-hati
- sel
- selular
- pusat
- tertentu
- lebih dekat
- kombinasi
- kompleks
- kompleksitas
- komputer
- Komputer Ilmu
- dilakukan
- Mempertimbangkan
- mengingat
- secara konsisten
- konsumen
- Produk konsumer
- kontrol
- Konvergensi
- Korelasi
- mahal
- Biaya
- bisa
- ditambah
- dibuat
- Sekarang
- Memotong
- data
- Tanggal
- keputusan
- Departemen
- Mendesain
- dirancang
- diinginkan
- Menentukan
- dikembangkan
- MELAKUKAN
- membedakan
- setiap
- Efektif
- efisien
- efisien
- elektro
- menekankan
- memungkinkan
- insinyur
- Teknik
- mempertinggi
- peristiwa
- Setiap
- eksperimen
- eksperimental
- eksperimen
- Menjelaskan
- menyelidiki
- ekspresi
- ekstrim
- faktor
- jauh
- umpan balik
- sesama
- sedikit
- Menemukan
- Pertama
- cairan
- Fokus
- berfokus
- Untuk
- Kerangka
- dari
- fungsi
- fungsi
- dana
- lebih lanjut
- masa depan
- dikumpulkan
- genom
- genomik
- mendapatkan
- lulus
- besar
- harvard
- Universitas Harvard
- Memiliki
- membantu
- memegang
- Seterpercayaapakah Olymp Trade? Kesimpulan
- How To
- HTTPS
- manusia
- ideal
- idealnya
- ide-ide
- diidentifikasi
- mengenali
- mengidentifikasi
- imunoterapi
- ditingkatkan
- in
- menggabungkan
- informasi
- informatif
- terinspirasi
- contoh
- sebagai gantinya
- Lembaga
- intervensi
- Intervensi
- ke
- melibatkan
- IT
- bergabung
- jpg
- pembunuh
- pengetahuan
- dikenal
- laboratorium
- laboratorium
- besar-besaran
- memimpin
- terkemuka
- BELAJAR
- pengetahuan
- leveraged
- memanfaatkan
- 'like'
- Mungkin
- mesin
- MEMBUAT
- Cocok
- Mungkin..
- berarti
- makna
- cara
- mekanis
- mekanika
- anggota
- metode
- metode
- MIT
- model
- model
- lebih
- lebih efisien
- paling
- banyak
- New
- berikutnya
- jumlah
- samudra
- of
- lepas
- sering
- on
- ONE
- hanya
- optimal
- or
- Lainnya
- di luar
- keluaran
- di luar
- lebih
- kertas
- tertentu
- melakukan
- Pilihan
- Tempat
- rencana
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- mungkin
- potensi
- harga
- Prioritaskan
- memprioritaskan
- masalah
- proses
- Produk
- Profesor
- janji
- nyata
- mengurangi
- yg membarui
- Mengatur
- Regulasi
- regulator
- hubungan
- Hubungan
- memperbaiki
- ulang
- peneliti
- peneliti
- Sumber
- mengakibatkan
- Hasil
- keras
- bulat
- Aturan
- Run
- sama
- mengatakan
- Ilmu
- ilmuwan
- Pencarian
- Mencari
- pengaturan
- beberapa
- bergeser
- lambat
- lebih kecil
- So
- sejauh ini
- Masyarakat
- beberapa
- suatu hari nanti
- dicari
- Space
- khusus
- Tahap
- Negara
- Langkah
- Masih
- Penyelarasan
- struktur
- Perjuangan
- mahasiswa
- Belajar
- selanjutnya
- seperti itu
- sistem
- sistem
- ditargetkan
- uji
- diuji
- dari
- bahwa
- Grafik
- Masa depan
- mereka
- kemudian
- teoretis
- terapi
- Sana.
- dengan demikian
- Ini
- mereka
- ini
- itu
- Melalui
- untuk
- terhadap
- tradisional
- perawatan
- percobaan
- uji
- mencoba
- khas
- pokok
- memahami
- universitas
- sampai
- menggunakan
- bekas
- menggunakan
- Luas
- sangat
- View
- we
- BAIK
- adalah
- Apa
- ketika
- kapan saja
- yang
- SIAPA
- dengan
- dalam
- Kerja
- kerja
- akan
- kamu
- zephyrnet.dll
- zhang