Новый инструмент ДНК предсказывает рост, плотность костной ткани и уровень образования

• Новый инструмент, основанный на алгоритмах машинного обучения, может предсказать рост человека по его генетическому коду.
• Инструмент может даже сказать о плотности его пяточной кости и уровне образования, которого он может достичь в своей карьере.

Большинство функций живых организмов контролируются их ДНК (включая то, как они развиваются, выживают и размножаются). Таким образом, можно использовать генетический код для предсказания природы организма.

Впервые исследователи из Университета штата Мичиган использовали наборы данных, содержащие информацию о тысячах людей, включая их уникальные генотипы и особенности, для разработки нового инструмента, который может точно прогнозировать рост людей и даже оценивать их риск серьезных заболеваний, таких как рак и другие. болезни сердца.

Этот инструмент работает на основе алгоритма машинного обучения, который анализирует геном для прогнозирования различных человеческих качеств. Он может предоставить данные для конкретного человека, включая плотность его пяточной кости и уровень образования, которого он может достичь. И, конечно же, приложения на этом не заканчиваются.

Наборы данных для обучения и проверка

Вы спросили, откуда они взяли эти наборы данных? Что ж, они собрали весь генетический состав почти полумиллиона взрослых в Великобритании и загрузили эти данные в алгоритм машинного обучения. Данные взяты из международного информационного ресурса здравоохранения UK Biobank.

В то время как обычные методы генетического тестирования ищут определенные вариации в хромосомах или генах человека, эта модель учитывает несколько геномных вариаций и разрабатывает программу прогнозирования на основе десятков тысяч различий.

Алгоритм анализирует генетический код и рост каждого человека. Постепенно он учится на данных каждого человека и пытается определить, существует ли какая-либо закономерность. В конечном итоге алгоритм становится достаточно умным, чтобы определять рост человека по его геному.

Ссылка:Генетика | doi:10.1534 / genetics.118.301267 | Университет штата Мичиган

На данный момент алгоритм был проверен по трем результатам (рост, плотность костей и достижимый уровень образования), и теперь его можно применять для прогнозирования других сложных характеристик, связанных с рисками для здоровья, таких как рак груди и диабет.

В ходе проверочных тестов модель смогла предсказать рост человека со средней ошибкой около 1 дюйма. Хотя показатели плотности костной ткани и уровня образования не работали, они были достаточно точными, чтобы выявлять людей с высоким риском развития остеопороза (состояния, при котором плотность костной ткани снижается) или испытывающих трудности в школе.

Что дальше?

Этот инструмент позволит врачам как можно скорее вмешаться в лечение пациентов и отсрочить / предотвратить заболевание (я), продвигая практику точного здравоохранения.

Исследователи планируют повысить точность модели за счет использования более разнообразных наборов данных. Это позволит врачам точно определить генетическую архитектуру рисков и критических характеристик заболеваний.

Прочтите:26 интригующих фактов о ДНК, о которых вы, вероятно, не знали

В будущем геномный тест может быть таким же простым, как анализ группы крови. По словам исследователей, это будет стоить почти 50 долларов. Если они добьются успеха, раннее вмешательство спасет миллионы жизней и сэкономит миллиарды долларов на лечении.