DNA Dizilerinin Piksel Tabanlı Görselleştirilmesi: Kaos Teorisi ve Derin Öğrenme Yaklaşımı

Üniversitemiz Yönetim Bilişim Sistemleri Bölümü 4. sınıf öğrencisi Tolga TÜRKMEN'in yürütücülüğünde, Dr. Öğretim Üyesi Ayhan AYDOĞDU danışmanlığında ve Prof. Dr. Kıvanç BİLECEN'in bilimsel öncülüğü ile hazırlanan araştırma projesi, TÜBİTAK 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında destek almaya hak kazanmıştır.

Söz konusu proje kapsamında, genetik araştırmalarda yaygın olarak kullanılan metin ve harf tabanlı geleneksel dizilim algoritmaları yerine, Kaos Teorisi'ne dayalı matematiksel bir modelleme ile DNA dizilerinin iki boyutlu pikseller halinde görselleştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu yenilikçi yaklaşım, DNA dizileri arasındaki %1'lik son derece küçük yapısal farklılıkları dahi mikro düzeydeki görsel yoğunluk değişimleri olarak yakalamakta ve bunları ileri düzey yapay sinir ağları ile analiz etmektedir.
Elde edilecek sonuçlar doğrultusunda, yarım milyonu aşkın diziden oluşan devasa veri yığınları üzerinde çalışan geleneksel sistemlerin yarattığı işlem süresi ve yüksek bellek tüketimi bariyerlerinin aşılması planlanmaktadır. Geliştirilen hiyerarşik arama ve akıllı donanım kullanım mimarisi sayesinde, diziler arasındaki minimal genetik varyasyonların biyolojik anlamları çok daha yüksek bir hesaplama hızıyla tespit edilebilecektir.

Nihai olarak; yapay zekâ, büyük veri analitiği ve yüksek başarımlı hesaplama (HPC) dinamiklerini biyoinformatik ekosisteminde başarıyla harmanlayan bu inovatif hesaplama altyapısının, ulusal genetik çalışmalarımıza çağdaş ve yenilikçi bir yön vermesi beklenmektedir.