একক-কোষ ডেটা থেকে জিন রেগুলেটরি নেটওয়ার্ক ডিসিফারিং-এ কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর দিকে তাকিয়ে - কোয়ান্টাম প্রযুক্তির ভিতরে

একটি নতুন প্রকৃতি কোয়ান্টাম তথ্য কাগজ কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কিভাবে জিন নিয়ন্ত্রণকে প্রভাবিত করে তা পরীক্ষা করে। জিন নিয়ন্ত্রক নেটওয়ার্ক (Grns) জৈবিক ব্যবস্থায় জিনের মধ্যে নিয়ন্ত্রক সম্পর্ক বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এই নেটওয়ার্কগুলি ট্রান্সক্রিপশনাল রেগুলেশন এবং রেগুলেটরি মেকানিজমের আণবিক ভিত্তি অধ্যয়ন করতে সাহায্য করে, যা সেলুলার ক্রিয়াকলাপে জিনের কার্যকারিতা বোঝার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। গ্রাফ হিসাবে উপস্থাপিত, জিআরএন ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর এবং তাদের লক্ষ্যগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে চিত্রিত করে। একক-কোষ প্রযুক্তি, বিশেষ করে একক-কোষ আরএনএ সিকোয়েন্সিং (scRNA-seq), একটি অভূতপূর্ব স্কেল এবং রেজোলিউশনে জীববিদ্যা অধ্যয়ন করার আমাদের ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে। এই প্রযুক্তিগুলি হাজার হাজার কোষে জিনের অভিব্যক্তি পরিমাপ করে, আরও সুনির্দিষ্ট GRN তৈরির জন্য প্রচুর ডেটা সরবরাহ করে। যাইহোক, পারস্পরিক সম্পর্ক, রিগ্রেশন এবং বায়েসিয়ান নেটওয়ার্কের মতো পরিসংখ্যানগত পদ্ধতির উপর নির্ভর করে ঐতিহ্যগত গণনা পদ্ধতির সীমাবদ্ধতা রয়েছে, বিশেষত সমস্ত জিনের মধ্যে যুগপত, আন্তঃ-নিয়ন্ত্রক সংযোগগুলি ক্যাপচার করার ক্ষেত্রে।

জীববিজ্ঞান এবং জিআরএন মডেলিংয়ে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং:

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং, বিভিন্ন ক্ষেত্রে তার সম্ভাবনার জন্য স্বীকৃত, জিআরএন মডেলিং করার জন্য একটি অভিনব পদ্ধতির প্রস্তাব করে। কোয়ান্টাম অ্যালগোরিদম সুপারপজিশন এবং এনট্যাঙ্গলমেন্ট ফেনোমেনা ব্যবহার করে নির্দিষ্ট কম্পিউটেশনে শাস্ত্রীয় পদ্ধতিগুলিকে সম্ভাব্যভাবে ছাড়িয়ে যেতে পারে। একটি কোয়ান্টাম একক-কোষ GRN (qscGRN) মডেলিং পদ্ধতি প্রবর্তন এই ডোমেনটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে অগ্রসর করে। এই পদ্ধতিটি scRNA-seq ডেটা থেকে জৈবিক GRN অনুমান করার জন্য একটি প্যারামিটারাইজড কোয়ান্টাম সার্কিট ফ্রেমওয়ার্ক ব্যবহার করে। qscGRN মডেলে, প্রতিটি জিন একটি qubit দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। মডেলটিতে একটি এনকোডার স্তর রয়েছে, যা scRNA-seq ডেটাকে a তে অনুবাদ করে সুপারপজিশন অবস্থা, এবং রেগুলেশন লেয়ার যা জিন-জিনের মিথস্ক্রিয়া অনুকরণ করতে কিউবিটকে আটকে রাখে। একটি বৃহৎ হিলবার্ট স্পেসে জিনের অভিব্যক্তির মান ম্যাপ করার মাধ্যমে, qscGRN মডেল নিয়ন্ত্রক সম্পর্ক মানচিত্র করার জন্য পৃথক কোষ থেকে তথ্য কার্যকরভাবে ব্যবহার করে।

কোয়ান্টাম জিআরএন মডেলিংয়ের প্রয়োগ এবং সম্ভাবনা:

এই পদ্ধতিতে ব্যবহৃত কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল ফ্রেমওয়ার্কের মধ্যে রয়েছে অপ্টিমাইজেশান কৌশল যেমন ল্যাপ্লেস স্মুথিং এবং গ্রেডিয়েন্ট ডিসেন্ট অ্যালগরিদম মডেল প্যারামিটারগুলিকে সূক্ষ্ম-সুর করার জন্য। বাস্তব scRNA-seq ডেটাসেটগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছে, এই পদ্ধতিটি কার্যকরভাবে জিন নিয়ন্ত্রক সম্পর্ক মডেল করার ক্ষমতা প্রদর্শন করেছে, কোয়ান্টাম সার্কিট থেকে পুনরুদ্ধার করা নেটওয়ার্ক পূর্বে প্রকাশিত GRN-এর সাথে সামঞ্জস্য প্রদর্শন করে। মানব লিম্ফোব্লাস্টয়েড কোষে এই মডেলটির সফল প্রয়োগ, সহজাত অনাক্রম্যতা নিয়ন্ত্রণের সাথে জড়িত জিনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, এর সম্ভাবনাকে চিত্রিত করে। মডেলটি কেবল জিনের মধ্যে নিয়ন্ত্রক মিথস্ক্রিয়াগুলির পূর্বাভাস দেয়নি তবে এই মিথস্ক্রিয়াগুলির শক্তিও অনুমান করেছে।

জিন নিয়ন্ত্রণের জন্য ভবিষ্যতের প্রভাব এবং গবেষণার দিকনির্দেশ:

জীববিজ্ঞানে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর একীকরণ, বিশেষ করে GRN মডেলিংয়ে, প্রচলিত পরিসংখ্যান পদ্ধতির সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করার প্রতিশ্রুতি দেখায়। এই পদ্ধতিটি আন্তঃসংযুক্ত জিনের সম্পর্কের কাছে দক্ষতার সাথে একক-কোষ GRN-এর গভীরতর বোঝার প্রস্তাব দেয়। ফলাফলগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং জীববিজ্ঞানের সংযোগস্থলে একটি নতুন সীমান্তের সংকেত, একক-কোষ ডেটা ব্যবহার করে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম তৈরিতে আরও অন্বেষণকে উত্সাহিত করে। এই অগ্রগতি ভবিষ্যতের গবেষণার পথ প্রশস্ত করে এবং আণবিক স্তরে জটিল জৈবিক সিস্টেম বোঝার জন্য আমাদের দৃষ্টিভঙ্গিতে বিপ্লব ঘটাতে পারে।

Kenna Hughes-Castleberry হল ইনসাইড কোয়ান্টাম টেকনোলজির ব্যবস্থাপনা সম্পাদক এবং JILA-এর সায়েন্স কমিউনিকেটর (কলোরাডো বোল্ডার এবং NIST বিশ্ববিদ্যালয়ের মধ্যে একটি অংশীদারিত্ব)৷ তার লেখার বিটগুলির মধ্যে রয়েছে গভীর প্রযুক্তি, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং এআই। তার কাজ সায়েন্টিফিক আমেরিকান, ডিসকভার ম্যাগাজিন, নিউ সায়েন্টিস্ট, আরস টেকনিকা এবং আরও অনেক কিছুতে প্রদর্শিত হয়েছে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/looking-at-quantum-computing-in-deciphering-gene-regulatory-networks-from-single-cell-data/