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北大AI公开课第六讲王俊DNA是生字化的过程AI改变生命科学2017年3月30日


/ 2017-03-30

生命本身是一小我工智能的进修法式。进修的焦点是DNA。DNA法式储藏着所有的program和互动的成果,每一代都选择最优的法式往下迭代。所以,我们身体里的DNA能够追溯到生命的起头。DNA法式储藏过去的汗青,也储藏着将来,由于将来还在变,这套法式曾经是一个learning system。举个例子,在计较机里,我给瓢虫写的法式。这个法式是硅基的。现实中,生命是以碳为根本,碳基DNA法式也在运转,稍后我们讲怎样打穿这两者的边界。若是法式在计较机里进行迭代,告诉它选择最好的,生命也是一样的,checkpoint是看它能不成以或许活下来,而且扩张,能不成以或许把基因传下去,把这套法式传下去,这是独一的一个选择尺度。所以,DNA本身就是生字化的过程。

若是生命本身是一段路程,基因是起点,不是起点。若是Y轴是疾病风险,好比糖尿病,生下来得糖尿病的风险可能20%,但在将来的生命路程中会有各类各样的决定。我今天跑了十公里,明天早上又吃了两个肉包子,后天我又喝了一斤茅台,所有的这些决定城市让糖尿病的风险添加或者削减,每一个决策城市让疾病风险值不竭地变化。一个生命很难办理。我测一下基因就一千美金。可是,生命的复杂程度远弘远于这些,此中有良多的起崎岖伏。那。

可是,当你曾经控制了能够去改变基因和合成生命的能力的时候,你俄然发觉其实生命没有被真正理解过。你能够读出基因,可是你并不看得懂。我适才讲的所谓的一万种单基因疾病,那些都常简单的逐个联系关系的疾病,良多疾病很是复杂的,好比糖尿病,30年前中国的糖尿病的发病率是0.67%。三十年后中国的糖尿病发病率11%,还有20%的人是糖尿病前期。也就是说中国的1/3的中国成年人要么得了糖尿病,要么要得糖尿病。为什么30年后有那么多糖尿病?五年前,我在 Nature 上发了一篇肠道微生物的研究,发觉糖尿病人体内的微生物和正体内有很是大的差别,也就是说除了基因很小的影响之外,更多是肠道微生物的影响。所以有人起头做各类各样的尝试,好比把正的粪便放到糖尿病人的体内,肠道微生物的完全重置,糖尿病人会不会就好了。其时确实能够好的,可是若饮食等各方面不留意,又归去了。

大学“人工智能前沿与财产趋向”第六讲由碳云智能创始人兼CEO、原华大基因CEO王俊教员亲临现场,与北大人工智能立异核心主任、百度七剑客之一、酷我音乐创始人雷鸣教员配合参与,就人工智能与基因手艺展开深切的会商和交换。大学“人工智能前沿与财产趋向”第六讲由碳云智能创始人兼CEO、原华大基因CEO王俊教员亲临现场,与北大人工智能立异核心主任、百度七剑客之一、酷我音乐创始人雷鸣教员配合参与,就人工智能与基因手艺展开深切的会商和交换。

曾经将这个进修法式编码好,就像计较机法式一样。我们身体有个法式,若想读懂它,碳基法式是迄今为止最高效的存储介质,全世界所有的消息能够具有一公斤的DNA里面。以至能够储存百万年,可是计较机存储介质无法达到。一个光盘可能放几十年就不可了。DNA的编码是四进制编码。若想要弄懂生命法式,所做的第一件工作就是把这个法式读出来。我在上研究生的时候,有百分之一打算,就是中国承担人类基因组打算测定的百分之一工作。全球3000多名科学家,把一小我的基因谱的30亿个碱基对的序列读出来,花了90亿美金。而此刻,一台机械一天能够把一小我的基因图谱读出来,只用一千美金。通过读各类各样的基因图谱序列,人们能够理解这个它采纳什么样的策略在往下走。通过解读个别的基因序列,就能够解读个别的顺应机能力。我们已经做过一个如许的解读,把50个藏族人基因与50个汉族人进行对比,发觉了一个基因,能够让你体内的血红卵白的含量降低,90%以上的藏族人都有此种基因突变,可是汉族人的基因突变很少。如许的基因序列是特地为顺应高山具有的。也就是说,每小我的生命法式与之间的顺应关系都是纷歧样的。

把DNA序列读出来,能够供给多种办事。第一项办事就是筛查出生缺陷,世界上有差不多5%到6%出生缺陷的孩子,有相当一部门都是跟基因相关的,相当于生命法式中有个bug,所以会看到良多单机弊端,好比渐冻人、唐氏分析症、地中海贫血等;第二就传染源检测,好比发烧拉肚子,不晓得到底是病毒仍是微生物传染。于是就把血液或者是粪便里面DNA、RNA提出来做测序;第三是个性化用药。每个药的开辟都是针对某种基因或者某一个代谢通,肿瘤的发生也是与基因和代谢通相关。这是最常见的三种DNA的使用。DNA手艺此刻曾经成长到能够简单地拷贝,克隆。好比编纂基因手艺。基因编纂手艺就是DNA30亿个字母,我想改改哪个,就他改一改。别的,还有基因合成。就是,在计较机里写了一段代码,何处就在试管里面合成出来。细菌的合成很容易,酵母是真核,较为坚苦。

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