Pentru prima dată, un computer cuantic a citit și a analizat un genom viral

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Cercetătorii au tradus un întreg genom viral. Oamenii de știință afirmă că au reușit, pentru prima dată, să încarce un genom real pe un computer cuantic, un pas important în încercarea de a aplica această tehnologie emergentă în biologie.

Cercetătorii au tradus un întreg genom viral. Cercetătorii au codificat întregul genom al virusului hepatitei D (HDV) într-un sistem bazat pe procesorul cuantic IBM Heron, cu 156 de qubiți. Experimentul a avut loc în cadrul competiției internaționale Quantum for Bio (Q4Bio), un program dedicat accelerării aplicațiilor calculului cuantic în domeniul sănătății.

Un genom este în mod natural o secvență lungă de litere genetice (A, C, G și T/U), în timp ce un computer cuantic funcționează pe baza unor stări cuantice reprezentate de qubiți. Din acest motiv, informația genetică nu poate fi pur și simplu „copiată”, ci trebuie transformată într-un format compatibil cu procesarea cuantică.

Cercetătorii au tradus un întreg genom viral pentru un computer cuantic. De ce a fost aleasă această abordare?

Echipa de la Wellcome Sanger Institute a convertit genomul HDV într-o formă care poate fi utilizată de algoritmi cuantici, permițând analizarea datelor genetice într-un mod diferit de calculul clasic. Potrivit cercetătorilor, acest tip de abordare ar putea fi util mai ales pentru genomuri complexe, unde metodele tradiționale, inclusiv Inteligența Artificială, întâmpină limitări.

„Când lucrăm cu pangenomuri, informația seamănă cu un labirint complicat, iar noi dezvoltăm algoritmi cuantici care pot găsi mai eficient traseele optime acolo unde computerele clasice se blochează”, a explicat coordonatorul echipei, Sergii Strelchuk, de la Universitatea Oxford (Anglia).

În cadrul aceluiași proiect, cercetătorii au demonstrat mai multe funcții genomice pe hardware cuantic real, inclusiv codificarea secvențelor ADN, alinierea fragmentelor genetice, asamblarea pangenomurilor și construirea arborilor filogenetici pentru a analiza relațiile evolutive, notează Live Science.

De ce a afost ales genomul hepatitei D?

Genomul virusului HDV a fost ales pentru că este mic, dar relevant din punct de vedere medical. Are aproximativ 1.700 de nucleotide de ARN circular și provoacă infecții hepatice severe transmise prin sânge sau fluide infectate. În același timp, structura sa complexă îl face un test potrivit pentru tehnologia cuantică.

Cercetătorii cred că pangenomurile (baze de date care includ variațiile genetice ale mai multor indivizi) ar putea reprezenta domeniul în care calculul cuantic are cel mai mare potențial, deoarece complexitatea lor crește rapid odată cu adăugarea de noi date.

Pe termen lung, astfel de tehnologii ar putea ajuta la monitorizarea mai rapidă a bolilor infecțioase, la identificarea mutațiilor genetice și la înțelegerea bolilor rare. Totuși, specialiștii recunosc că aplicațiile practice sunt la mai mulți ani distanță, iar scopul actual este dezvoltarea unor platforme care să le permită cercetătorilor să folosească atât calculul clasic, cât și pe cel cuantic pentru probleme biologice complexe.

Vă recomandăm să citiți și:

Psihologia muzicii rock: 10 efecte ale muzicii rock asupra creierului confirmate de psihologi

Creatina, suplimentul vedetă al momentului. Ar trebui administrată întregii populații?

Medicii avertizează: Punga cu gheață ar putea agrava leziunile

Sunt alegerile tale cu adevărat ale tale? Un nou studiu al creierului ridică mari semne de întrebare