中大提人工智能技術研究多種基因調控機制 助推進生物醫學研究

社會 15:34 2020/08/30

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中大指,研究論文已刊登於國際權威科學期刊Nature Machine Intelligence,研究成果或可延伸至探索癌症的成因及治療,推動醫學發展。(經濟日報資料圖片)

中大研究團隊花了約一年半時間,將機器學習和自然語言處理等人工智能技術應用於基因表達調控的研究,開發嶄新的「嵌入式基因表現框架」(Gene Expression Embedding frameworK,簡稱GEEK),可同時研究多種調控機制對基因表達的影響,突破以往只考慮單一或少量機制的傳統研究模式。

中大研究團隊建立的研究團隊建立的GEEK框架,可同時研究基因表達和多種調節機制之間的關係,包括在三維基因組架構中不同DNA的互為接觸、蛋白質之間的相互作用、基因組鄰域、染色質的廣泛可及性等。結果顯示,當所有數據在GEEK框架下運算,整合多種基因機制,所顯現出的基因調控規律,跟採用單一或少量機制的運算效果比較,明顯更全面及完整。

圖示如何透過機器學習和自然語言處理技術研究多種基因調控機制。(圖片由中大提供)

負責進行研究的中大計算機科學與工程學系教授葉旭立表示:

過去的研究大多只針對個別基因調控機制,但事實上各種機制之間會相互影響,存在十分微妙的關係,就如一部電器不能透過遙控器開機,表面上看來是遙控器出問題,但亦可以是接收器的問題,或者遙控器與電器不相容等。若能用一種工具處理及分析多個不同機制,便能更容易掌握問題根本所在。

他指,基因變異會導致細胞不正常增生,是導致癌症的原因,GEEK框架是探索基因調控的一個全新發明,團隊將聯同醫學專家繼續研究,套用GEEK去了解誘發肝癌的成因,之後再擴展至其他癌症研究上,盼協助醫學界找出癌症的成因,從而開發出更有效的預防和治療方法。

葉旭立亦展將來,科學家可善用人工智能,準確推算每位患者對免疫療法的反應,提升用藥的準確度及減輕病人的痛苦和試藥的負擔。

中大計算機科學與工程學系副教授葉旭立。(圖片由中大提供)

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記者:陳曉瑩