snpbag 基因大模型,给人工智能搞的基因组学研究开了个好头

我国科学家团队搞出了个叫SNPbag的基因大模型,给人工智能搞的基因组学研究开了个好头。基因组学到底发展得多深多广,早就成了看一个国家生命科学水平高低的重要标准。想从这堆数不清的人类遗传密码里,又快又准地把跟健康、生病或者是人的长相有关的信息找出来,这事儿可是一直让学术界头疼得很。最近公布的SNPbag大模型,总算给咱们指了条新路子。这东西是由上海飞瀑智能科技有限公司、德国莱比锡大学、华大基因研究院还有中国科学院等几家国际上的顶尖科研机构凑到一块儿搞出来的。它最牛的地方在于,第一次专门用大模型技术来搞清楚人基因组里那0.1%、决定咱们跟别人不一样的关键变异信息——就是单核苷酸多态性(SNP)。研究的徐国华讲了个道理:“人身体里大概有30亿个碱基对,其中99.9%的序列大家都一样。正是剩下的那0.1%的SNP不一样,才把我们的体质、长相还有是不是容易生病这些东西都定下来了。” 所以SNPbag的训练数据就死死盯住这0.1%的差异位点不放,把那些大部分重复的东西都给扔了。这招不光让模型训练要的大数据量和电脑算力少了很多,也是它跟那些想直接处理全基因组的模型最大的区别。 在技术上,SNPbag直接套用了那个在自然语言处理上搞出了名堂的Transformer架构。研究团队用了几百万个假的基因组数据,把一个参数有8.4亿个的大模型先预训练了一遍。模型学会了大约600万个常见SNP位点之间那种复杂的互相影响的规律,就好像学会了一套遗传信息的“语法”。这种像做填空题一样的自学方法,让模型脑子里有了一套理解基因变异的通用本事。 飞瀑科技的唐鲲说:“想搞这样的模型,就得既懂遗传学又懂人工智能,少了哪一个都不行。” 团队里有搞肿瘤医学的、搞计算生物学的等等各种专业的人才凑在一块儿,这种交叉融合才是项目能成功的关键。 这个模型的好处特别明显,特别能干活儿也特别快。以前做基因分析老是遇到数据乱七八糟、工具分得太散、算起来慢得要命这些难题。比如查老祖宗是谁、算亲戚关系、补全基因型数据这些活儿,以前得用好多种软件分开来搞流程特别麻烦还浪费时间。SNPbag把这些活儿全打包放到一个平台上了。稍微调一下参数,同一个模型就能搞定好几种下游的活儿。 发布会的时候演示了一下效果很厉害。它能把遗传背景差不多的人分得清清楚楚,还能推断出远到十二代的亲戚关系。在做祖源分析这些核心任务上,它比传统的统计方法还要准好几倍。而且计算速度更是提升了好几十上百倍。这就意味着以前好几天都弄不完的分析以后可能只要几个小时甚至几分钟就能搞定。 除此之外,SNPbag还在压缩和加密基因组数据方面显示出了潜力。一个人的全基因组SNP原始数据通常有几百万行记录那么多存起来、传起来都特别费劲。这个模型能把这么多信息压缩得很厉害不仅体积变小了还有望让遗传信息的管理变得更安全更高效。 业内专家觉得SNPbag的发布是个大信号说明人工智能基础模型正在往垂直的专业领域里面钻得更深了。就像AlphaFold在预测蛋白质结构上带来的变化一样这种专门干基因活儿的大模型以后在给基因做注释、预测生病风险、找药物靶点这些事儿上肯定能当大帮手加速研究进程。 SNPbag基因大模型能搞出来并拿到实际应用的例子是咱们国家科研力量在生物技术跟人工智能结合的前沿领域主动布局、大家一起努力的一个好成果。它展示了AI for Science(科学智能)在解开生命奥秘方面有多厉害也给以后更精准的看病和更深入的人口健康研究打下了坚实的底子。以后模型再优化完善生态链搭建好之后人工智能肯定能一直帮着搞基因组学推动生命科学的研究方式发生巨大的变化最终用咱们中国的智慧和方案给大家带来健康和幸福。