ĐÓNG GÓP CHÍNH CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Tên đề tài: DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC BẬC HAI CỦA PHÂN TỬ SINH HỌC TRÊN SƠ SỞ KẾT HỢP MỘT SỐ KỸ THUẬT TÍNH TOÁN MỀM.
Chuyên ngành: Khoa học Máy tỉnh.
Mã số: 9.48.01.01
Họ và tên NCS: Đoàn Duy Bình, Khóa 32.
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Phạm Minh Tuấn, Trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN
2. TS. Đặng Đức Long, Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt – Anh, Đại học Đà Nẵng
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng.
Tin sinh học (Bioinformatics) là một lĩnh vực khoa học sử dụng các công nghệ của các ngành toán học ứng dụng, tin học, thống kê, khoa học máy tính, trí tuệ nhân tạo, hóa học và hóa sinh (biochemistry) để giải quyết các vấn đề sinh học. Axit Ribonucleic (RNA) là một phân tử đóng vai trò thiết yếu trong các hệ thống sinh học khác nhau, trong việc mã hóa, giải mã, điều hỏa và biểu diễn gen. Chức năng của RNA trong sinh vật phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc bậc ba của nó. Tuy nhiên, cấu trúc bậc ba của phân tử RNA rất phức tạp và thiếu một cách biểu diễn hiệu quả để mô tả nó; vì vậy, rất khó dự đoán trực tiếp cấu trúc bậc ba từ cấu trúc sơ cấp của phân tử RNA. Do đó, dự đoán cấu trúc bậc hai của RNA từ cấu trúc sơ cấp của RNA trở thành quá trình chính để nghiên cứu cấu trúc RNA. Bắt đầu từ dự đoán cấu trúc bậc hai RNA, các phương pháp tiếp cận tỉnh toán đối với sinh học RNA đã xuất hiện và trở thành một phần quan trọng của tin sinh học. Các phương pháp tính toán mềm cho thấy tiềm năng mạnh mẽ với lợi thế của Logic mờ, Mạng Neural nhân tạo, thuật toán di truyền, học máy…. với bộ dữ liệu quy mô lớn. Vì vậy, luận án đề xuất sử dụng kỹ thuật tỉnh toán mềm vào việc sự đoán cấu trúc tối ưu của phân từ sinh học, đặc biệt là cấu trúc bậc hai RNA.
Với kết quả nghiên cứu đạt được, luận án đã có một số đóng góp:
Đề xuất các phương pháp kết hợp trong tỉnh toán mềm cho để dự đoán cấu trúc bậc hai của phân tử sinh học, đó là thuật toán di truyền kết hợp với logic mờ, thuật toán di truyền kết hợp với mạng nơ-ron nhân tạo, đặc biệt là mạng LSTM.
Áp dụng các phương pháp đề xuất vào bài toán sinh học phân tử, đó là dự đoản cấu trúc bậc hai RNA, so sánh và đánh giá các kết quả thu được với các phương pháp truyền thống.
Luận án nghiên cứu theo hưởng ứng dụng kỹ thuật vào cuộc sống và nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu đã mở ra một hướng mới về dự đoản cấu trúc bậc hai RNA và cấu trúc phân từ sinh học khác. Những dự đoán chính xác về cấu trúc bậc hai phân tử sinh học có thể cung cấp thông tin quan trọng về mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của các phân tử. Điều này có thể được sử dụng để giải thích các quá trình sinh học, thiết kế thuốc, nghiên cứu kháng thuốc và phát triển các phương pháp mới đề xử lý bệnh tật.
