НОВОСТИ В УКРАИНЕ
Исследователи перевели целый вирусный геном. Ученые заявляют, что впервые им удалось загрузить реальный геном на квантовый компьютер – важный шаг в попытке применить эту перспективную технологию в биологии.
Исследователи закодировали полный геном вируса гепатита D (HDV) в систему на основе квантового процессора IBM Heron с 156 кубитами, пишет Descopera. Эксперимент проходил в рамках международного соревнования Quantum for Bio (Q4Bio) – программы, созданной для ускорения применения квантовых вычислений в здравоохранении.
Геном – это по своей природе длинная последовательность генетических букв (A, C, G и T/U), тогда как квантовый компьютер работает на основе квантовых состояний, представленных кубитами. Именно поэтому генетическую информацию нельзя просто «скопировать» – её необходимо преобразовать в формат, совместимый с квантовой обработкой.
Почему был выбран именно такой подход
Команда из Института Wellcome Sanger преобразовала геном HDV в форму, пригодную для использования квантовыми алгоритмами, что позволяет анализировать генетические данные иначе, чем при классических вычислениях.
По словам исследователей, такой подход может оказаться особенно полезным для сложных геномов, где традиционные методы, включая искусственный интеллект, сталкиваются с ограничениями.
«Когда мы работаем с пангеномами, информация напоминает сложный лабиринт, и мы разрабатываем квантовые алгоритмы, способные более эффективно находить оптимальные пути там, где классические компьютеры застревают», – объяснил руководитель команды Сергий Стрелчук из Оксфордского университета.
В рамках того же проекта исследователи продемонстрировали несколько геномных функций на реальном квантовом оборудовании, включая кодирование последовательностей ДНК, выравнивание генетических фрагментов, сборку пангеномов и построение филогенетических деревьев для анализа эволюционных связей.
Почему был выбран геном гепатита D
Геном вируса HDV был выбран потому, что он небольшой, но медицински значимый. Он содержит около 1 700 нуклеотидов кольцевой РНК и вызывает тяжёлые инфекции печени, передающиеся через кровь или инфицированные жидкости.
При этом его сложная структура делает его подходящим испытанием для квантовых технологий.
Исследователи считают, что пангеномы – базы данных, включающие генетические вариации множества индивидуумов, – могут стать областью, где квантовые вычисления имеют наибольший потенциал, поскольку их сложность быстро возрастает с добавлением новых данных.
В долгосрочной перспективе подобные технологии могут помочь в более оперативном мониторинге инфекционных заболеваний, выявлении генетических мутаций и понимании редких болезней.
Тем не менее специалисты признают, что до практического применения ещё несколько лет, а нынешняя цель – разработка платформ, которые позволят исследователям использовать как классические, так и квантовые вычисления для решения сложных биологических задач.
Ранее УНИАН сообщал, что исследователи проникли в пещеру, которая была изолирована 5 миллионов лет.
