Genomik tıpta ve bilimde devrim yaratıyor ancak mevcut yaklaşımlar hala insan genetik çeşitliliğinin genişliğini yakalamakta zorlanıyor. Pangenomlar Pek çok insanın DNA'sını içeren bir çözüm bu olabilir ve yeni bir proje, kuantum bilgisayarların önemli bir kolaylaştırıcı olacağını düşünüyor.
İnsan Genomu Projesi 2001 yılında ilk referans genomunu yayınladığında, yalnızca bir avuç insandan alınan DNA'ya dayanıyordu. DNA'mızın yüzde birinden daha azı kişiden kişiye farklılık gösterse de bu durum hâlâ önemli boşluklar bırakabilir ve genomik analizlerden öğrenebileceklerimizi sınırlayabilir.
Bu nedenle pangenom kavramı giderek daha popüler hale geldi. Bu, çok daha geniş bir insan genetiği olasılıklarını kapsayacak şekilde birleştirilmiş birçok farklı insandan alınan genomik dizilerin bir koleksiyonunu ifade eder.
Ancak bu pangenomları bir araya getirmek çetrefilli bir iştir ve boyutları ve karmaşıklığı, bunlar üzerinde hesaplamalı analizler yapmayı göz korkutucu hale getirmektedir. Bu nedenle Cambridge Üniversitesi, Wellcome Sanger Enstitüsü ve Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı'nın Avrupa Biyoinformatik Enstitüsü, kuantum bilgisayarların yardımcı olup olamayacağını görmek için bir araya geldi.
Wellcome Sanger Enstitüsü'nden David Holland, "Hem kuantum hesaplamanın hem de pangenomiğin henüz yüzeyini çizdik" dedi. Bir basın açıklamasında. “Dolayısıyla bu iki dünyayı bir araya getirmek inanılmaz derecede heyecan verici. Neyin geleceğini tam olarak bilmiyoruz ancak büyük yeni ilerlemeler için büyük fırsatlar görüyoruz.”
Pangenomlar olabilir keşfetmek için çok önemli farklı genetik varyantların insan biyolojisini veya diğer türlerin biyolojisini nasıl etkilediği. Mevcut referans genomu, genetik dizileri bir araya getirmek için bir kılavuz olarak kullanılıyor, ancak insan genomlarının değişkenliği nedeniyle sıklıkla eşleşmeyen önemli DNA parçaları var. Bir pangenom bu çeşitliliğin çok daha fazlasını yakalayarak noktaları birleştirmeyi kolaylaştıracak ve bize olası insan genomlarına dair daha eksiksiz bir görünüm sunacaktır.
Güçlerine rağmen pangenomlarla çalışmak zordur. Tek bir kişinin genomu yalnızca doğrusal bir genetik veri dizisi olsa da pangenom, kendisini oluşturan genomların örtüştüğü ve örtüşmediği tüm yolları yakalamaya çalışan karmaşık bir ağdır.
Bu "sıra grafikleri" olarak adlandırılanların oluşturulması zordur ve analiz edilmesi daha da zordur. Ve içerdiği insan çeşitliliğinin zengin temsilinden yararlanmak için yüksek düzeyde hesaplama gücü ve yeni teknikler gerekecek.
İşte bu yeni projede kuantum bilgisayarların yardım ettiği yer burası. Kuantum mekaniğinin tuhaflıklarına dayanarak, klasik bilgisayarlar için neredeyse imkansız olan bazı hesaplama problemlerinin üstesinden gelebilirler.
Kuantum bilgisayarların gerçekte ne tür hesaplamaları çalıştırabileceği konusunda hala önemli bir belirsizlik olsa da, birçok kişi bunların çok sayıda değişken içeren karmaşık sistemlerle ilgili sorunları çözme yeteneğimizi önemli ölçüde geliştireceğini umuyor. Bu yeni proje, pangenomların hem üretimini hem de analizini hızlandıran kuantum algoritmaları geliştirmeyi amaçlıyor, ancak araştırmacılar bunun henüz başlangıç aşamasında olduğunu kabul ediyor.
Avrupa Biyoenformatik Enstitüsü'nden David Yuan basın bülteninde "Sıfırdan başlıyoruz çünkü henüz bir pangenomu kuantum hesaplama ortamında nasıl temsil edeceğimizi bile bilmiyoruz" dedi. "Ay'a ilk inişle karşılaştırırsanız bu proje, bir roket tasarlayıp astronotları eğitmeye eşdeğerdir."
Projeye, yeni algoritmalar geliştirmek ve ardından bunları süper bilgisayarlar kullanılarak simüle edilmiş kuantum donanımı üzerinde test etmek için kullanılacak 3.5 milyon dolar ödül verildi. Araştırmacılar geliştirdikleri araçların kişiselleştirilmiş tıpta önemli atılımlara yol açabileceğini düşünüyor. Ayrıca virüs ve bakteri pangenomlarına da uygulanarak hastalık salgınlarını takip etme ve yönetme yeteneğimizi geliştirebilirler.
Keşifsel doğası göz önüne alındığında ve kuantum bilgisayarlarının pratik herhangi bir şey yapmasını sağlamanın zorluğuprojenin meyvelerini vermesi biraz zaman alabilir. Ancak başarılı olurlarsa araştırmacılar, yaşamlarımızı şekillendiren genleri anlama yeteneğimizi önemli ölçüde geliştirebilirler.
Resim Kredi: Gerd Altmann / Pixabay
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://singularityhub.com/2024/04/26/how-quantum-computers-could-illuminate-the-full-range-of-human-genetic-diversity/