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机器学习加持 糖胺聚糖测序时间从几年缩短到几分钟

利用纳米孔,研究人员已经证明了将糖胺聚糖测序所需的时间从几年减少到几分钟的潜力。糖胺聚糖是一种长链连接的糖分子,其生物学意义和DNA一样重要。

本周发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明,伦斯勒理工学院的一个团队已经表明,机器学习和图像识别软件可以根据糖链穿过晶片上的一个小孔时产生的电信号,快速准确地识别糖链。

研究人员说,“糖胺聚糖是一个复杂的序列库,就像莎士比亚的作品一样,它是一组复杂的字母。我们训练了一台机器快速阅读相当于四个字母的单词,如‘ABA Bab’或‘bcbcbc’,它们是没有任何意义的简单序列,但它们表明可以教机器阅读。如果这种技术得到扩展和发展,就有可能对聚糖甚至蛋白质进行实时测序。”

在实验中,最成功的机器学习模型产生的分析结果准确率接近97%。

研究人员的结论是,“糖胺聚糖序列中的信息含量大大超过了相似数量的DNA或RNA,这意味着快速理解糖胺聚糖序列的能力可以为理解生命复杂的生化过程打开一个新的窗口。”“这项概念证明研究将创新的纳米检测方法与最先进的机器学习工具联系起来,并展示了跨学科思维扩展知识前沿的能力。”

汇编/未来经济学家应用信息组