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谷歌推出DeepVariant程序,能够识别基因突变

2018年07月09日 14:15 次阅读

如果你曾经看过《犯罪现场》这样的罪案剧,你可能会想起一个场景:法医通过电脑对数千个DNA片段进行搜索,从而匹配出犯罪现场和犯罪嫌疑人。虽然这个过程在现实生活并不像电视剧那样,但是主要思路是一样的。遗传学本质上是一门比较科学。无论你是想确认一名嫌疑犯、一种基因疾病还是一名失散已久的亲属,都需要将一个基因组与另一个基因组进行比较,从而在数十亿个DNA中发现相似和不同。

虽然确认失踪人员或者犯罪嫌疑人的过程通常只会涉及到一个人的几个遗传片段,但是像识别某种疾病的基因变异这样的问题,往往需要大量的数据处理。尽管目前很多前沿的研究都是为了帮助科学家们做到这一点,但对所有这些数据都做到充分的定义还面临着巨大的挑战。这也正是人工智能所要解决的问题。

本周,谷歌推出了一款名为DeepVariant的程序,可以通过深度学习来拼凑一个人的基因组并且更准确地识别出DNA序列中的突变。

谷歌推出DeepVariant程序,能够识别基因突变

这个技术在谷歌中曾经用来识别一张照片是猫还是狗,在这里DeepVarient利用了相同的技术解决了DNA分析领域的一个重要问题。现代DNA测序仪可以执行高通量测序,读取出的不是完整的DNA序列,而是重叠的短片段。然后将这些片段与另一个基因组进行比较,从而将它们拼凑在一起,进行变异识别。但是这项技术很容易出错,科学家也很难排查出这些错误以及小突变。这些小突变非常重要。它们可以提供重要的见解,比如说,疾病的根本原因。区分哪些碱基对是错误的,哪些是正确的,这被称为“变量调用”。

其实已经有一些工具可以帮助科学家做到这一点。最广泛使用的是GATK,这是一种人工设计的算法,可以将统计数据应用到测序机器最常出错的地方。然而,DeepVariant利用神经网络技术来构建比以往任何技术都更精确的程序。去年,这项技术在FDA大赛中获得了第一名。

神经网络之所以如此命名,是因为它们的工作方式有点类似于神经元在大脑中的方式。每一层网络都逐级处理着更为复杂的工作。为了利用图像识别技术来建立一个精确的DNA序列,谷歌团队将DNA测序数据转化为了一个图像。例如,构成遗传密码的As、Ts、c和Gs,就会以红色的形式出现。研究人员随后对数百万份基因组测序和高通量读取技术进行了研究,并教会了这个程序哪些东西更重要,哪些可以忽略。

由此产生的算法可以比以往任何系统都更准确地对错误进行排查。最初,这些图像仅由三种颜色组成,或三层数据。不过,本周发布的最新版本包含了7种,使其可以更加精确地表达。这个程序目前是作为开源软件发布的,外部研究人员可以使用以及继续进行程序强化。

DeepVariant绝不是100%准确的。但它的成功代表了机器学习对基因学的影响。基因组数据的规模和复杂性是巨大的。机器可能正是我们需要弄明白的东西。

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发表于 2018-06-25 11:44 446次阅读
谷歌用神经网络根据笔画生成汉字,新造了一系列“假...

谷歌向中国在线零售巨头京东投资5.5亿美元,双方...

据知情人士透露,在5月下旬,双方的合作关系还未确立时,约10名谷歌高管和经理(包括企业发展副总裁Sa...

发表于 2018-06-25 11:22 412次阅读
谷歌向中国在线零售巨头京东投资5.5亿美元,双方...

医疗与AI接轨 Carebot机器人将进驻150...

韩国健康管理企业Weisure运用人工智能(AI)技术研发的诊疗商谈机器人Carebot,在韩国全境...

发表于 2018-06-25 10:46 257次阅读
医疗与AI接轨 Carebot机器人将进驻150...

康泰瑞影宣布原始设备制造商首次安装其骨科套件

2018年5月22日–为了弥补骨科成像方面的差距,康泰瑞影(ContextVision)已经将骨科...

发表于 2018-06-24 17:56 249次阅读
康泰瑞影宣布原始设备制造商首次安装其骨科套件

【新闻】国行Pixel 3有戏?谷歌京东合作细节曝光

发表于 2018-06-22 17:30 427次阅读
【新闻】国行Pixel 3有戏?谷歌京东合作细节曝光

美国会议员致信谷歌要求重新考虑与华为的合作

由美参议院共和党议员马可·鲁比奥和吉姆·班克斯等26名立法者组成的两党小组于当地时间2018年6月1...

发表于 2018-06-22 14:18 1441次阅读
美国会议员致信谷歌要求重新考虑与华为的合作

戛纳国际创意节上谷歌展示AR广告的潜力

在戛纳国际创意节(Cannes Lions)上,谷歌展示了两个项目,并向参观者展示如何利用AR技术使...

发表于 2018-06-22 09:47 589次阅读
戛纳国际创意节上谷歌展示AR广告的潜力

谷歌AI预测死亡?这个新工具你想不想要?

谷歌旗下的Medical Brian团队开发了一种新的人工智能算法,可以帮助医院预测病人的死亡时间,...

发表于 2018-06-21 17:33 1037次阅读
谷歌AI预测死亡?这个新工具你想不想要?

谷歌之后,微软也被指“AI作恶”

自从特朗普的“零容忍”政策实施以来,所有从南部边境进入的成年非法移民都被美国移民海关执法局(ICE)...

发表于 2018-06-21 17:30 883次阅读
谷歌之后,微软也被指“AI作恶”

魅族携手谷歌推出Android Go手机:不足千元

发表于 2018-04-26 15:56 765次阅读
魅族携手谷歌推出Android Go手机:不足千元

紧抓AI“芯”未来 华为/高通/英特尔/英伟达/谷歌都干了啥?

发表于 2017-08-29 09:00 1938次阅读
紧抓AI“芯”未来 华为/高通/英特尔/英伟达/谷歌都干了啥?

Uber掌握了多少谷歌无人车机密?400多条短信首次公开

发表于 2017-08-17 09:06 1524次阅读
Uber掌握了多少谷歌无人车机密?400多条短信首次公开

谷歌FB等巨头越做越大,专家:政府该不该管管呢

发表于 2017-07-19 09:17 23892次阅读
谷歌FB等巨头越做越大,专家:政府该不该管管呢