《科学》杂志15日发布了一项突破性研究成果：美国斯坦福大学Arc研究所团队利用人工智能（AI），开发出一种大规模基因组基础模型“Evo”，翻开了生命的“密码全书”。该模型采用先进架构，能够以前所未有的精度，解析和设计从分子层面到整个基因组级别的DNA、RNA及蛋白质序列。其不仅能够预测突变对细胞内部各个调控层级的影响，还能设计出用于操控细胞功能的DNA序列，这或将彻底改变合成生物学的发展路径。
研究发表于本期科学封面。图片来源：《科学》网站
科学家一直试图借鉴大型语言模型的成功经验，让AI技术将DNA视为一种“语言”来建模，但现有模型捕捉广泛基因组交互作用的能力有限。
此次，研究团队开发了具备70亿参数的Evo模型，能够生成覆盖整个基因组的DNA序列。该模型利用270万来自进化多样性微生物的基因组数据集进行了训练，并首次报告了DNA领域的缩放定律，这项发现与语言和视觉领域已知的现象相呼应。实验结果显示，Evo在预测性和生成性的生物学任务中均表现优异，无论是预测突变对细菌蛋白质和RNA的影响，还是在模拟基因调控机制方面，都展现出了极高的准确性。
此外，Evo还能够处理编码序列与非编码序列之间的复杂共进化关系，支持设计包括功能性CRISPR-Cas复合体和转座子在内的复杂生物体系。这是首次实现蛋白质-RNA和蛋白质-DNA结构与语言模型协同设计的例子。在全基因组尺度上，Evo能够生成超过100万碱基对的序列，其预测和生成能力涵盖了从分子到基因组的多层次复杂度，极大推进了人们对生物学本质的认识和操控能力。
团队认为，后续模型将进一步扩展至人类及其他真核生物的基因组数据学习，通过增加上下文长度来更好地捕捉大基因组间的远程相互作用。这将为生物学研究开辟新的视野，推动生命科学领域的持续发展。
基因组序列的变化，其实有助于生物体适应不断改变的环境条件，进而驱动物种进化。随着DNA测序技术的飞跃进步，科学家已能够在全基因组范围内绘制出基因组变异图谱。再结合创新的AI算法，使得构建一个能深入理解DNA、RNA和蛋白质功能及其相互作用的综合模型成为可能。换句话说，现在，人们拥有了一个解码生命指令的基因组基础模型。
（原标题：AI翻开生命“密码全书” 全新大模型可预测和设计基因序列 ）
堆叠、扭曲铜酸盐超导体的示意图。图片来源：物理学家组织网 几十年来，超导体一直是物理学界研究的热点。但这些允许 在庞大的维生素家族中，最为人所熟悉的恐怕就是维生素C了。 作为人体必需的维生素之一，维生素C因其具有的超强抗氧化 12月18日晚，甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震，震源深度10公里，已致多人遇难，部分水、电、交通、通讯等基础设施受损。应急管 中新社北京1月1日电 (记者 阮煜琳)中国自然资源部海啸预警中心消息，日本本州西岸近海海域1月1日发生7.4级地震已引发 近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员周光远和副研究员聂赫然团队，在高性能聚酰亚胺气凝胶结构设计和研究方面取 2023年12月28日，陕西省审计厅在官网发布《2023年第9号审计结果公告》，其中西安工业大学2020年度预算执行及其他财务收支 。本文链接：全新大模型可预测和设计基因序列http://www.sushuapos.com/show-11-14051-0.html
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