Технологии В мире
27 сентября 2021

Нейросеть поможет учёным в выведении новых сортов растений и пород животных

Учёные из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (США) научили искусственный интеллект (ИИ) определять ключевые участки генома растений и животных. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Nature Communications.

В частности, система способна точно предсказать, какие гибридные сорта кукурузы будут активнее реагировать на азотные удобрения. 

«Это позволит селекционерам максимально быстро совершенствовать эту "черту" растений, что понизит расходы на их выращивание, а также уменьшит уровень загрязнения окружающей среды и объемы выбросов парниковых газов», — отметил Стивен Муз, один из авторов исследования. 

Следующей задачей, к которой учёные приспособили ИИ, стало выделение ключевых участков генома в ДНК растений и животных. Они связаны с их обликом и ключевыми жизненными процессами. 

По мнению специалистов, многие цепочки генов работают схожим образом у большинства растений и животных, несмотря на большие эволюционные расстояния между разными видами, родами и семействами многоклеточных существ. Опираясь на эту идею, исследователи создали систему ИИ, способную анализировать работу таких ДНК и выделять их ключевые регионы. 

Для обучения ИИ учёные использовали большой набор генов с уже изученными функциями. Затем Муз и его коллеги испытали его на двух далеких друг от друга видах растений — кукурузе и арабидопсисе (растение из семейства капустовые). Они хотели узнать, какие участки ДНК отвечают за круговорот азота в клетках этих растений. 

Всего ИИ выделил восемь участков их геномов, которые отвечают за движение соединений азота. В дальнейших опытах учёные изменили структуру этих регионов ДНК в клетках арабидопсиса и проследили за изменениями в жизнедеятельности растений. Результаты расчётов ИИ подтвердились. 

Таким же методом можно искать гены, которые отвечают за стойкость растений к засухам, скорость набора биомассы и размеры урожая. Кроме того, можно выявить гены, влияющие на развитие различных заболеваний среди домашних и диких животных. Эти расчёты значительно ускорят выведение новых сортов растений и пород скота и птиц, отметили исследователи. 

Фото: Furiosa-L – pixabay.com

Еще по теме