نشرت هيئة BBC البريطانية اليوم (7 غشت) تدوينة أفادت فيها بأن باحثين من جامعة ستانفورد الأمريكية استعملوا تقنيات الذكاء الاصطناعي لتصميم فيروسات جديدة قابلة لإعادة الإنتاج وتتوفر على وظائف كاملة داخل المختبر.
وقال الباحثون إن هذا أول نجاح للذكاء الاصطناعي في تصميم جينوم كامل، وإن الأنواع الـ16 الجديدة من الفيروسات الناتجة صُمِّمت لعدوى البكتيريا، وما كتشكل حتى تهديد على البشر.
وفي مقابلة مع BBC، قال Brian Hie، الأستاذ المساعد بجامعة ستانفورد، إن الذكاء الاصطناعي استُعمل من قبل لتصميم مضادات حيوية جديدة، غير أن تصميم فيروس قابل للبقاء انطلاقاً من الصفر أصعب من الناحية التقنية.
وأوضح الفريق العلمي أن طريقة العمل شبيهة بنماذج اللغة الكبيرة بحال ChatGPT، غير أن نماذج اللغة الكبيرة كتتنبأ بتسلسلات النصوص، بينما استُعمل النموذجان Evo1 وEvo2 اللذان طوّرهما الفريق للتنبؤ بـ«لغة الحياة».
وبخصوص تدريب النموذج، قال الفريق العلمي إن المعطيات المعتمدة جاءت من الشفرات الجينية ديال الفيروسات والبكتيريا والنباتات والبشر؛ ومن بعد درّب الفريق النموذج بشكل دقيق (Fine-tuning) باش يصمّم العاثيات (bacteriophage، وهي فيروسات كتعدي أنواعاً محددة من البكتيريا فقط).
ملاحظة: فمجال نماذج اللغة الكبيرة، كيقصد بذلك استعمال مجموعات معطيات خاصة بمهمة معينة لمواصلة تدريب نموذج لغة كبيرة سبق تدريبه. فالنموذج المدرَّب مسبقاً كيكون تعلّم بزاف ديال المعلومات العامة، بينما كيساعد الضبط الدقيق على تخصيصه لمجال محدد.
وللتحقق من فعالية التصاميم التي أنشأها الذكاء الاصطناعي، اختار باحثو ستانفورد 302 تصميماً من أكثر التصاميم الواعدة، وركّبوها داخل المختبر. وأظهرت النتائج أن 16 تصميماً منها قادرة بفعالية على قتل الإشريكية القولونية (E. coli).
قد يفتح تطوير عاثيات جديدة مساراً علاجياً جديداً للعدوى المقاومة للمضادات الحيوية. وأشار التقرير إلى أن العلاج بالعاثيات (phage therapy) يُنظر إليه باعتباره حلاً محتملاً لمواجهة تزايد العدوى البكتيرية، خصوصاً العدوى اللي ما كتنفعش معاها المضادات الحيوية.
كما كتبيّن هاد القفزة أن الذكاء الاصطناعي ولى قادر يصمّم أنظمة بيولوجية جديدة ما كايناش فالعالم الطبيعي. ويرى Hie أن هاد القدرة تقدر تحسّن صحة البشر بشكل كبير، من خلال تطوير أدوية وعلاجات جديدة.
بلغ طول الشفرة الجينية للعاثيات فهاد البحث حوالي 5,400 زوج قاعدي (base pairs). وبالمقارنة، كيوصل جينوم أصغر خلية حية لحوالي 500,000 زوج قاعدي، بينما يبلغ جينوم الإنسان 3,000,000,000 زوج قاعدي.
وقال Hie إن محاولة تصميم كائنات حية بسيطة «قد تتطلب الكثير من العمل، لكنها ماشي مستحيلة». وأضاف أن الفريق «مهتم فعلاً بالتقدم في هاد الاتجاه».
وقال Marc Güell، أستاذ مختبر البيولوجيا التركيبية بجامعة بومبيو فابرا الإسبانية، إن هاد البحث يمثل «نقطة تحوّل مهمة جداً»، لأن «البشر بدؤوا، لأول مرة في التاريخ، يصممو البيولوجيا على الحاسوب».
وأضاف أن هذا الأمر كيخلي الناس يتصورو إمكانيات أكثر لمواجهة التحديات الكبرى اللي كتواجه البشرية، ومنها تطوير عاثيات لعلاج الأمراض، وإنزيمات لعلاج الأمراض الوراثية، وأجسام مضادة يمكن استعمالها فالعلاج المناعي.
المرجع
Generative design of bacteriophages with genome language models