Uma equipe de pesquisa do Instituto de Genoma da Agência para Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A*STAR) em Singapura desenvolveu com sucesso um novo método de sequenciamento de DNA capaz de ler com precisão sequências genéticas que contêm bases não padronizadas. Essa tecnologia inovadora de sequenciamento de DNA combina o sequenciamento por nanoporos com inteligência artificial (IA), abrindo novos caminhos para a pesquisa genética. O sequenciamento por nanoporos de alto rendimento do XNA é uma característica fundamental.

O DNA é tipicamente composto por quatro bases padronizadas: A, T, C e G. No entanto, bases não padronizadas encontradas na natureza e em laboratórios têm o potencial de expandir o código genético. Os equipamentos tradicionais de sequenciamento de DNA só conseguem identificar bases padronizadas, limitando o desenvolvimento de novos medicamentos e aplicações biotecnológicas. O Dr. Mauricio Lisbon-Perez, cientista do A*STAR GIS, afirmou: "Nossa capacidade de ler um texto rapidamente depende em grande parte da nossa familiaridade com o vocabulário utilizado. Da mesma forma, para que um modelo de IA 'leia' o DNA rapidamente, ele precisa ter visto um número suficiente de amostras de cada base."

A equipe de pesquisa construiu uma biblioteca artificial de DNA contendo combinações de bases padrão e não padrão e registrou o sinal elétrico único de cada base usando sequenciamento de nanoporos. Diante de desafios como ruído nos dados e tamanho limitado da amostra, esse método de sequenciamento de DNA emprega um algoritmo de IA adaptativo, que aprende continuamente e utiliza técnicas de aumento de dados para melhorar a precisão do reconhecimento. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista *Nature Communications*.

A vantagem desse protocolo de sequenciamento de DNA reside em sua capacidade de identificar diretamente novas "letras" genéticas, superando os gargalos tecnológicos tradicionais. O Dr. Nilanjan Nagarajjan, Diretor Associado de Inteligência Artificial e Computação da A*STAR GIS, destacou: "A capacidade de identificar com precisão essas novas bases em larga escala nos fornece um vocabulário mais rico para escrever e interpretar informações biológicas. É como aprender a reconhecer novas letras, permitindo-nos compreender mais palavras e significados na linguagem da vida."

Essa tecnologia de sequenciamento de DNA terá um impacto positivo em diversas áreas. Na área médica, pode acelerar o desenvolvimento de terapias de DNA/RNA; Na área da biotecnologia, pode impulsionar o design de nanoestruturas; e no armazenamento de dados, promete viabilizar esquemas de codificação de DNA mais eficientes. Os pesquisadores planejam continuar explorando bases não convencionais em vírus e otimizar o desempenho de detecção de modelos de inteligência artificial.

O Dr. Wan Yue, Diretor Executivo do GIS, afirmou: "A utilização da biblioteca expandida de sequências de DNA criará mais oportunidades para os cientistas desenvolverem novos tratamentos, novos organismos capazes de produzir substâncias químicas de forma ecologicamente correta e novos materiais programáveis ​​para nanoestruturas e nanorrobôs." Esse avanço no sequenciamento de DNA promoverá a integração da inovação científica com aplicações práticas.