人工智能在生物医学的应用|生命科学学院顺利举办“MINE系列讲座”第五期

MINE Plus

MINE Plus系列讲座是由中山大学生命科学学院、生态学院、农学院、心理学系共同推出的《新生研讨课》学生实践活动泰达币。每期邀请来自不同领域的教授，为大家介绍不同领域的前沿学术知识，带领大家更深入地了解生命科学。

2022年10月30日上午，MINE系列讲座活动的第五讲——“人工智能在生物医学的应用”在线上腾讯会议开讲啦！第五讲由生命科学学院杨建华教授主讲，崔隽教授作开场主持泰达币。

目前，杨建华教授团队的研究工作主要聚焦于开发一系列高通量RNA组学方法和软件及平台来研究RNA及其互作蛋白的结构、功能和作用机制泰达币。即通过开发新的高通量RNA测序方法及使用不同人工智能算法和模型、罚分规则和策略，并整合成多维高通量生物医学数据，去发现非编码RNA（ncRNA）基因及其转录调控、建立ncRNA的功能调控网络、解析RNA表观转录组学和发现疾病相关的ncRNA。

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生物大数据时代的机遇与挑战

随着测序技术的快速发展，各式各样的新一代测序技术平台产生了海量的生物医药数据，为生物医学研究提供了新方法泰达币。目前，测序每个人类基因组的费用下降速度已经超越了计算机摩尔定律，新一代测序技术也推进了人类癌症基因组和细胞图谱计划的开展。但目前许多的前沿的生物技术及生物医药数据库平台（如NCBI）都在美国，而国内缺乏相应的技术及数据库平台，这也激励着我国学者加强对“卡脖子”尖端技术领域的研究。

努力打造中国的NCBI数据库

综合来说，新一代测序技术的发展为生物医学和生物信息学的研究带来了新的机遇与挑战，需要我们基于人工智能算法整合各种高通量实验数据，解码各种“加密”的生物序列，系统地解析并发现生物学和医学的各种现象和规律泰达币。

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人工智能在生物大数据时代的应用

人工智能（AI）是指研究和开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的科学泰达币。通过联合机器学习和深度学习等，AI能够赋予机器智能并辅助或替代人类进行决策。传统的机器学习是人为地对数据进行提炼清洗。而深度学习则是利用机器学习模型自身对数据进行提炼，不需要进行选择特征和转换格式等数据处理步骤，其最大优势之一是自动特征的提取。人工智能算法在AlphaGO、AlphaFold的应用最为成功，在围棋学习和蛋白质结构预测领域“大获全胜”。人工智能是第四次工业革命的核心驱动力，极大地加速了生物医学领域的研究进程，大大缩短了新药研发的周期。

人工智能也广泛应用于对各类疾病的诊断、RNA修饰位点的预测等领域，预测准确率和灵敏度也得到飞速的提升泰达币。杨建华教授团队开发新的实验方法，并基于高通量测序序列的特征开发基于支持向量机模型及人工神经网络模型的软件用于大规模鉴定假尿嘧啶修饰位点及解析其功能机制。近日，杨建华/屈良鹄教授团队也开发了在全转录组组单碱基分辨率检测2’-O-甲基化修饰位点的Nm-REP-seq新技术，并开发软件鉴定了2’-O-甲基化修饰在各类RNA精确分布图谱，并且为进一步阐明了该修饰的生成机制及其在生理病理过程中的作用提供了新方法。

人工智能算法预测Nm修饰位点

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人工智能在iGEM软件队项目的应用

由杨建华教授指导的中山大学SYSU-Software团队，自2012年起，在MIT举办的国际基因工程设计（iGEM）比赛中取得优异成绩，设计并开发出许多基于人工智能算法的精美软件和平台，并且获得了8次金牌和4次软件组的冠军，目前是全球iGEM软件队的最好成绩！iGEM团队也曾获得首届全国大学生“小平科技创新团队”奖、挑战杯“全国二等奖”和“广东省特等奖”等荣誉泰达币。软件队成功经验在于“高”“富”“美”三字法则：创新创意性、可行性和趣味性高；软件功能、湿实验和实践内容的丰富；以及在严谨的基础上，图片、wiki、PPT和Poster展示都要足够美。

SYSU-Software团队在iGEM比赛屡获佳绩

在刚结束的2022年iGEM比赛中，中大SYSU-Software软件队也获得了金牌的好成绩泰达币。团队所开发的项目主要目标是开发软件从巨大的微生物基因组中发现新的防御基因。SYSU-Software团队基于深度学习和人工智能算法开发新的软件LOUPE，从大规模的微生物基因组或微生物转录组数据中挖掘出大批新的防御基因，最后利用湿实验初步验证了这些基因的潜在防御功能。

讲座后，同学们积极提问，分享自己对于人工智能和计算机编程学习方面的疑惑泰达币。杨建华教授耐心且详细地解答了同学们的问题，同时欢迎所有感兴趣的同学积极到实验室进行交流学习。

杨建华教授与同学们交流讨论

2022-2023学年秋季学期“MINE Plus”系列讲座活动

（1）浅谈衰老与抗衰老泰达币，马文宾（第八周周六）2022.10.22 上午

（2）如何成为一名自主的高效学习者泰达币，牛端（第八周周六）2022.10.22 下午

（3）如何科学地“数羊”泰达币，张璐（第九周周日）2022.10.23 上午

（4）自然界的爱恨情仇-物种共存与生物多样性保护泰达币，刘徐兵（第九周周六）2022.10.29

（5）人工智能在生物医学的应用泰达币，杨建华（第十周周日）2022.10.30 上午

（6）How to make a flower?泰达币，苏诗豪（第十周周日）2022.10.30 下午

（7）植物病原细菌的武器与弹药泰达币，周潇峰（第十周周六）2022.11.05

（8）奇特的食虫植物泰达币，叶建飞（第十一周周日）2022.11.06

（9）记忆的奥秘泰达币，岳珍珠（第十二周周六）2022.11.19

（10）植物泛基因组及其应用泰达币，史俊鹏（第十三周周日）2022.11.20

（11）蛾鳞蝶翅：热带雨林里的昆虫生态泰达币，程文达（第十三周周六）2022.11.26

备注：

绿色：生命科学学院主办

黄色：生态学院主办

蓝色：农学院主办

紫色：心理学系主办

文案：曾嘉琳

排版：曾嘉琳

初审：俞陆军

审核：崔隽、张雁

审核发布：张斯虹