Baanbrekend: MIT gebruikt AI om razendsnel 3D structuren van DNA te voorspellen

zaterdag, 01 februari 2025 om 12:00

19 aiwereld kunstmatige intelligentie en de wetenschap in nederland

Met de opkomst van kunstmatige intelligentie (AI) maken we ongekende sprongen in de wetenschap. Een recent voorbeeld hiervan is een baanbrekende ontdekking van onderzoekers aan het prestigieuze MIT: een revolutionaire manier om de driedimensionale structuur van DNA in de celkern te voorspellen. Dankzij een geavanceerd AI model voor 3D genoomstructuren kan deze complexe berekening nu binnen enkele minuten worden uitgevoerd, wat een gigantische vooruitgang is vergeleken met traditionele methoden, die daar dagen of zelfs weken voor nodig hebben.

De sleutel tot succes

Hoewel elke cel in het menselijk lichaam dezelfde genetische code bevat, worden niet in elke cel dezelfde set genen geactiveerd. Een huidcel werkt bijvoorbeeld totaal anders dan een hersencel. Dit komt grotendeels door de manier waarop DNA zich in de celkern opvouwt, wat bepaalt welke genen toegankelijk zijn en welke ‘uitgeschakeld’ blijven.

Om deze complexe structuur in kaart te brengen, gebruiken wetenschappers traditionele methoden zoals Hi-C. Deze techniek analyseert welke stukjes DNA fysiek dicht bij elkaar liggen in de celkern. Maar er is een groot nadeel, het proces is tijdrovend en vereist veel handmatige arbeid. Gelukkig zet MIT’s nieuwe AI model voor 3D genoomstructuren de wereld op zijnx kop. Dit model voorspelt razendsnel hoe DNA zich in de cel organiseert, waardoor onderzoekers veel sneller en efficiënter inzichten krijgen.

Lees ook

MIT onthult de milieu impact van generatieve AI

OpenAI ontwikkelt AI model voor stamceltechnologie

Hoe werkt het AI model?

Het AI model, genaamd ChromoGen, combineert deep learning en generatieve AI om patronen in het DNA te herkennen. Dit model is getraind op miljoenen bestaande ‘chromatine structuren’ en kan razendsnel voorspellen hoe genetisch materiaal ruimtelijk is ingedeeld.

Binnen 20 minuten kan ChromoGen duizenden structuren genereren, iets waar wetenschappers voorheen maanden over deden. Bovendien is het model niet beperkt tot specifieke celtypes, waardoor het breed toepasbaar is in genetisch en medisch onderzoek.

Wat betekent dit voor de toekomst?

De doorbraak opent de deur naar tal van nieuwe mogelijkheden. Onderzoekers kunnen nu sneller ontdekken hoe mutaties in DNA de vouwstructuur beïnvloeden en mogelijk ziektes veroorzaken. Deze nieuwe vorm van onderzoek “de manier waarop we DNA begrijpen en analyseren voorgoed kunnen veranderen”, aldus MIT.