本地带领国际科研团队开发出可“精准重塑”人类基因组的开源式人工智能工具,为科学界要从基因层面攻克癌症等重大疾病提供支持。

这个项目由新加坡科技研究局(A*STAR)科学家希基奇(Mile Sikic,53岁)教授领导。他6月8日接受《联合早报》采访时说,经过两年多的努力,由新科研属下新加坡基因组研究院、克罗地亚的萨格勒布大学(University of Zagreb),以及英国科技公司牛津纳米孔(Oxford Nanopore Technologies)等机构合作,共同开发出基于人工智能(AI)的人类基因组组装工具HERRO,并已向国际科学界免费开放使用。

希基奇来自克罗地亚,现为新加坡基因组研究院计算与人工智能部助理主任。他解释说,人体细胞只有头发丝直径的十分之一,日夜不停地根据细胞里的“生命蓝图”也就是基因组,执行各种指令——从构成和修复人体器官,到抵御细菌、病毒等“外来入侵者”。倘若这个“蓝图”中某个部分出了问题,就可能导致疾病。

这份“蓝图”被缠绕在只有细胞十分之一大的细胞核内,由60亿个“微型字母”组成,因此在测序研究时需要分段进行。然而,由于测序设备的局限性以及生命蓝图因人而异,测序图谱里往往会夹杂重复、遗漏,甚至错误的信息。科学家们用基因组组装工具,将图谱“去伪存真”,然后用于针对各种重大疾病的研究。

因此,这项研究的原理是将人类基因组打散后重组。“我们的工作,就像是把一张‘撕碎’的报纸,根据碎片上的内容,将它复原。”

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希基奇介绍说,新工具HERRO的“组装”精确度可高达相当于牛津纳米孔同类产品的100倍,已经应用于癌症基因组研究。

这个新工具的开发过程中,得到牛津纳米孔和新加坡全国人工智能核心(AI Singapore)的资金支持。

希基奇说,新技术可用于多种人类基因组和其他生物基因组的完整组装,精确度不逊于传统复杂的多平台组装法。

有关新技术的论文今年4月在英国权威学术周刊《自然》(Nature)上发表。论文第一作者是新加坡基因组研究院科学家斯塔诺耶维奇(Dominik Stanojevic,30岁)。他指出,HERRO善于对基因组的复杂区域进行精准组装,而这也许是常规组装方法做不到的。