Genomik merevolusi kedokteran dan ilmu pengetahuan, namun pendekatan yang ada saat ini masih kesulitan untuk menangkap luasnya keragaman genetik manusia. Pangenom yang menggabungkan DNA banyak orang bisa menjadi jawabannya, dan sebuah proyek baru berpendapat bahwa komputer kuantum akan menjadi pendorong utama.
Ketika Proyek Genom Manusia menerbitkan genom referensi pertamanya pada tahun 2001, proyek tersebut didasarkan pada DNA dari segelintir manusia saja. Meskipun kurang dari satu persen DNA kita bervariasi dari orang ke orang, hal ini masih menyisakan kesenjangan penting dan membatasi apa yang dapat kita pelajari dari analisis genom.
Itu sebabnya konsep pangenome menjadi semakin populer. Ini mengacu pada kumpulan rangkaian genom dari banyak orang berbeda yang telah digabungkan untuk mencakup kemungkinan genetik manusia yang jauh lebih luas.
Namun, merakit pangenom ini rumit, dan ukuran serta kompleksitasnya membuat analisis komputasi terhadapnya menjadi sulit. Itulah sebabnya Universitas Cambridge, Wellcome Sanger Institute, dan Institut Bioinformatika Eropa dari Laboratorium Biologi Molekuler Eropa telah bekerja sama untuk melihat apakah komputer kuantum dapat membantu.
“Kami baru saja menyentuh permukaan komputasi kuantum dan pangenomics,” David Holland dari Wellcome Sanger Institute mengatakan dalam siaran pers. “Jadi menyatukan kedua dunia ini sangatlah menarik. Kami tidak tahu persis apa yang akan terjadi, namun kami melihat peluang besar untuk kemajuan besar baru.”
Pangenom bisa jadi penting untuk menemukan bagaimana varian genetik yang berbeda berdampak pada biologi manusia, atau spesies lain. Genom referensi saat ini digunakan sebagai panduan untuk menyusun rangkaian genetik, namun karena variabilitas genom manusia, sering kali terdapat potongan DNA yang signifikan yang tidak cocok. Pangenome akan menangkap lebih banyak keragaman tersebut, membuatnya lebih mudah untuk menghubungkan titik-titik dan memberi kita gambaran yang lebih lengkap tentang kemungkinan genom manusia.
Terlepas dari kekuatannya, pangenom sulit untuk dikerjakan. Meskipun genom satu orang hanyalah rangkaian data genetik linier, pangenom adalah jaringan kompleks yang mencoba menangkap semua cara genom penyusunnya tumpang tindih dan tidak tumpang tindih.
Apa yang disebut “grafik urutan” ini sulit untuk dibuat dan bahkan lebih sulit lagi untuk dianalisis. Dan hal ini memerlukan kekuatan komputasi tingkat tinggi dan teknik-teknik baru untuk memanfaatkan kekayaan representasi keragaman manusia yang ada di dalamnya.
Di sinilah proyek baru ini melihat komputer kuantum memberikan bantuan. Mengandalkan kekhasan mekanika kuantum, mereka dapat mengatasi masalah komputasi tertentu yang hampir mustahil dilakukan oleh komputer klasik.
Meskipun masih ada ketidakpastian mengenai jenis perhitungan apa yang sebenarnya dapat dijalankan oleh komputer kuantum, banyak yang berharap bahwa komputer kuantum akan secara dramatis meningkatkan kemampuan kita dalam memecahkan masalah yang berkaitan dengan sistem kompleks dengan jumlah variabel yang besar. Proyek baru ini bertujuan untuk mengembangkan algoritma kuantum yang mempercepat produksi dan analisis pangenom, meskipun para peneliti mengakui bahwa hal ini masih dalam tahap awal.
“Kami memulai dari awal karena kami bahkan belum tahu bagaimana merepresentasikan pangenome dalam lingkungan komputasi kuantum,” kata David Yuan dari European Bioinformatics Institute dalam siaran persnya. “Jika Anda membandingkannya dengan pendaratan pertama di bulan, proyek ini setara dengan merancang roket dan melatih para astronot.”
Proyek ini telah mendapatkan dana sebesar $3.5 juta, yang akan digunakan untuk mengembangkan algoritma baru dan kemudian mengujinya pada simulasi perangkat keras kuantum menggunakan superkomputer. Para peneliti berpendapat alat yang mereka kembangkan dapat menghasilkan terobosan signifikan dalam pengobatan yang dipersonalisasi. Mereka juga dapat diterapkan pada pangenom virus dan bakteri, sehingga meningkatkan kemampuan kita untuk melacak dan mengelola wabah penyakit.
Mengingat sifat eksplorasi dan kesulitan membuat komputer kuantum melakukan sesuatu yang praktis, mungkin perlu waktu lama sebelum proyek ini membuahkan hasil. Namun jika mereka berhasil, para peneliti dapat memperluas kemampuan kita secara signifikan dalam memahami gen yang membentuk kehidupan kita.
Gambar Kredit: Gerd Altmann / Pixabay
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://singularityhub.com/2024/04/26/how-quantum-computers-could-illuminate-the-full-range-of-human-genetic-diversity/