Hver fruma í mannslíkamanum deilir sama erfðasamsetningu, en hver fruma lýsir aðeins ákveðnum genum, sem aðgreinir heilafrumu frá húðfrumu. Þessar einstöku genalýsingu mynstra eru undir áhrifum meðal annars af þrívíddarákafði erfðamateríalsins, sem ákvarðar aðgengi að genum. Rannsakendur við MIT hafa þróað nýja aðferð til að greina þessar þrívíddar erfðastrúktúra með því að nýta sköpunargáfu gervigreindar, sem gerir þeim kleift að spá fyrir um þúsundir strúktúra á aðeins fáum mínútum. Þetta framfarasamband hraðar verulega ferlinu samanborið við hefðbundnar tilrauna aðferðir. Leiðandi höfundur rannsóknarinnar, aðstoðarprófessor Bin Zhang, stefnir að því að tengja DNA raðir við viðeigandi 3D erfðastrúktúra þeirra. Nýja aðferðin keppir við nútímalegar tilraunaaðferðir, sem kynna lofandi rannsóknartækifæri. Inni í frumuígulum myndar DNA og prótein kromatín í mismunandiSkipulagningastigum, sem þjappa 2 metra af DNA inn í kjarnann, sem er aðeins hundraðasta millimetra breiður. Epigenetískar breytingar sem tengjast DNA hafa áhrif á hvernig kromatín er uppbyggt, sem ákveður hvaða gen eru virkjuð í mismunandi frumutegundum eða á mismunandi tímum. Þó að aðferðir eins og Hi-C hafi verið þróaðar á undanförnum tveimur áratugum til að ákvarða kromatínstrúktúra, krafist þær mikils tíma og fyrirhafnar, oftast taka um eina viku fyrir gögn frá einni frumu.

Til að takast á við þetta, skapaði Zhang og hans teymi líkan sem nýtir dýrmætinám og sköpunagáfu AI, sem gerir hraðar og nákvæmar spár um kromatínstrúktúra úr DNA raðir. Líkan þeirra, ChromoGen, samanstendur af dýrmætinámslíkan sem greinir DNA upplýsingarnar og sköpunargáfunni AI líkan sem hefur verið þjálfað á yfir 11 milljónum kromatín skipulags. Þetta samþætta kerfi fangar tengslin milli DNA raða og kromatínstrúktúra, og býr til marga mögulega strúktúra fyrir hverja röð vegna innbyggðs óreiðu DNA. ChromoGen gerir hraðar spár kleift—þar sem núverandi aðferðir geta tekið sex mánuði að ná nokkrum tugum strúktúra, getur líkanið framleitt þúsund strúktúra á um 20 mínútum. Eftir þjálfun nýtti rannsóknarteymið líkanið til að spá fyrir um strúktúra fyrir yfir 2. 000 DNA raðir og staðfesti að framleiddu strúktúrarnir passuðu vel við tilraunagögn. Auk þess sýndi líkanið nákvæmni með gögnum frá frumutegundum utan þjálfunarsafnsins, sem bendir til möguleika á að greina breytileika í kromatínstrúktúrum yfir frumutegundir og innan einstaka frumna. Þessi getu gæti einnig auðveldað rannsóknir á því hvernig DNA stökkbreytingar gætu breytt kromatín uppbyggingu, sem mögulega tengist sjúkdómsferlum. Teimirinn hefur gert rannsóknargögn sín og líkanið almenningi aðgengilegt til frekari rannsókna. Rannsóknin var fjármögnuð af Bandarísku Heilbrigðisstofnuninni.