تقنية

الذكاء الاصطناعي التوليدي يصل إلى عالم تحرير الجينات في كريسبر


يمكن لتقنيات الذكاء الاصطناعي التوليدية كتابة الشعر وبرامج الكمبيوتر أو إنشاء صور للدببة ومقاطع فيديو لشخصيات كرتونية تبدو وكأنها شيء من أفلام هوليوود.

الآن، تعمل تقنية الذكاء الاصطناعي الجديدة على إنشاء مخططات للآليات البيولوجية المجهرية التي يمكنها تعديل الحمض النووي الخاص بك، مما يشير إلى المستقبل حيث يستطيع العلماء محاربة الأمراض بدقة وسرعة أكبر مما يمكنهم فعله اليوم.

كما هو موضح في ورقة بحثية نشرتها يوم الاثنين شركة ناشئة في بيركلي بولاية كاليفورنيا تسمى Profluent، تعتمد هذه التكنولوجيا على نفس الأساليب التي تدفع ChatGPT، برنامج الدردشة الآلي عبر الإنترنت الذي أطلق طفرة الذكاء الاصطناعي بعد إطلاقه في عام 2022. ومن المتوقع أن تقوم الشركة بـ سيقدم الورقة الشهر المقبل في الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية للعلاج الجيني والخلوي.

بقدر ما يتعلم ChatGPT كيفية توليد اللغة من خلال تحليل المقالات والكتب وسجلات الدردشة في ويكيبيديا، فإن تقنية Profluent تخلق محررات جينات جديدة بعد تحليل كميات هائلة من البيانات البيولوجية، بما في ذلك الآليات المجهرية التي يستخدمها العلماء بالفعل لتحرير الحمض النووي البشري.

تعتمد محررات الجينات هذه على الأساليب الحائزة على جائزة نوبل والتي تتضمن آليات بيولوجية تسمى كريسبر. تعمل التكنولوجيا المبنية على كريسبر بالفعل على تغيير الطريقة التي يدرس بها العلماء الأمراض والأمراض ومكافحتها، مما يوفر طريقة لتغيير الجينات التي تسبب حالات وراثية، مثل فقر الدم المنجلي والعمى.

في السابق، كانت أساليب كريسبر تستخدم آليات موجودة في الطبيعة، وهي مواد بيولوجية مستخرجة من البكتيريا تسمح لهذه الكائنات المجهرية بمحاربة الجراثيم.

وقال جيمس فريزر، الأستاذ ورئيس قسم الهندسة الحيوية والعلوم العلاجية في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، الذي قرأ ورقة بحث Profluent: “لم تكن موجودة على الأرض من قبل”. “لقد تعلم النظام من الطبيعة كيفية خلقها، لكنها جديدة.”

والأمل هو أن تنتج هذه التكنولوجيا في نهاية المطاف محررات جينية أكثر ذكاءً وقوة من تلك التي تم شحذها على مدى مليارات السنين من التطور.

وفي يوم الاثنين، قالت شركة Profluent أيضًا إنها استخدمت أحد محرري الجينات المولدين بواسطة الذكاء الاصطناعي لتحرير الحمض النووي البشري، وأن هذا المحرر “مفتوح المصدر”، ويسمى OpenCRISPR-1. وهذا يعني أنها تسمح للأفراد والمختبرات الأكاديمية والشركات بتجربة التكنولوجيا مجانًا.

غالبًا ما يفتح باحثو الذكاء الاصطناعي المصدر للبرنامج الأساسي الذي يحرك أنظمة الذكاء الاصطناعي الخاصة بهم، لأنه يسمح للآخرين بالبناء على عملهم وتسريع تطوير التقنيات الجديدة. لكن من غير الشائع بالنسبة للمختبرات البيولوجية وشركات الأدوية أن تفتح اختراعات مفتوحة المصدر مثل OpenCRISPR-1.

على الرغم من أن Profluent مفتوح المصدر لمحرري الجينات الناتجين عن تقنية الذكاء الاصطناعي الخاصة بها، إلا أنه ليس مفتوح المصدر لتقنية الذكاء الاصطناعي نفسها.

يعد المشروع جزءًا من جهد أوسع لبناء تقنيات الذكاء الاصطناعي التي يمكنها تحسين الرعاية الطبية. يستخدم العلماء في جامعة واشنطن، على سبيل المثال، الأساليب الكامنة وراء روبوتات الدردشة مثل ChatGPT من OpenAI ومولدات الصور مثل Midjourney لإنشاء بروتينات جديدة تمامًا – الجزيئات المجهرية التي تحرك الحياة البشرية بأكملها – حيث تعمل على تسريع تطوير لقاحات جديدة الأدوية.

(رفعت صحيفة نيويورك تايمز دعوى قضائية ضد شركة OpenAI وشريكتها مايكروسوفت، بسبب مزاعم انتهاك حقوق الطبع والنشر التي تنطوي على أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تولد النصوص).

تعتمد تقنيات الذكاء الاصطناعي التوليدي على ما يسميه العلماء الشبكة العصبية، وهي نظام رياضي يتعلم المهارات من خلال تحليل كميات هائلة من البيانات. على سبيل المثال، يعتمد برنامج إنشاء الصور Midjourney على شبكة عصبية قامت بتحليل ملايين الصور الرقمية والتعليقات التوضيحية التي تصف كل صورة من تلك الصور. وتعلم النظام التعرف على الروابط بين الصور والكلمات. لذلك عندما تطلب منه صورة لوحيد القرن وهو يقفز من فوق جسر البوابة الذهبية، فإنه يعرف ما يجب فعله.

تعتمد تقنية Profluent على نموذج ذكاء اصطناعي مماثل يتعلم من تسلسل الأحماض الأمينية والأحماض النووية، وهي المركبات الكيميائية التي تحدد الآليات البيولوجية المجهرية التي يستخدمها العلماء لتحرير الجينات. بشكل أساسي، يقوم بتحليل سلوك محرري الجينات CRISPR المأخوذين من الطبيعة ويتعلم كيفية إنشاء محرري جينات جديدة تمامًا.

قال علي مدني، الرئيس التنفيذي لشركة Profluent، وهو باحث عمل سابقًا في مختبر الذكاء الاصطناعي في شركة Salesforce العملاقة للبرمجيات: “تتعلم نماذج الذكاء الاصطناعي هذه من التسلسلات – سواء كانت تسلسلات من الأحرف أو الكلمات أو رموز الكمبيوتر أو الأحماض الأمينية”.

لم تقم شركة Profluent بعد بإخضاع محررات الجينات الاصطناعية هذه للتجارب السريرية، لذلك ليس من الواضح ما إذا كان بإمكانها مطابقة أداء CRISPR أو تجاوزه. لكن هذا الدليل على المفهوم يوضح أن نماذج الذكاء الاصطناعي يمكنها إنتاج شيء قادر على تحرير الجينوم البشري.

ومع ذلك، فمن غير المرجح أن يؤثر ذلك على الرعاية الصحية على المدى القصير. وقال فيودور أورنوف، رائد تحرير الجينات والمدير العلمي في معهد الجينوم المبتكر بجامعة كاليفورنيا، بيركلي، إن العلماء ليس لديهم نقص في محررات الجينات التي تحدث بشكل طبيعي والتي يمكنهم استخدامها لمكافحة المرض. وقال إن عنق الزجاجة هو تكلفة دفع هؤلاء المحررين إلى إجراء دراسات ما قبل السريرية، مثل السلامة والتصنيع والمراجعات التنظيمية، قبل أن يمكن استخدامها على المرضى.

لكن أنظمة الذكاء الاصطناعي التوليدية غالبا ما تحمل إمكانات هائلة لأنها تميل إلى التحسن بسرعة لأنها تتعلم من كميات كبيرة ومتزايدة من البيانات. إذا استمرت التكنولوجيا مثل تقنية Profluent في التحسن، فقد تسمح للعلماء في النهاية بتحرير الجينات بطرق أكثر دقة. وقال الدكتور أورنوف إن الأمل هو أن يؤدي هذا، على المدى الطويل، إلى عالم يتم فيه تصميم الأدوية والعلاجات بسرعة لتناسب الأفراد بشكل أسرع مما يمكننا القيام به اليوم.

وقال: “أحلم بعالم تتوفر فيه تقنية كريسبر عند الطلب في غضون أسابيع”.

لقد حذر العلماء منذ فترة طويلة من استخدام كريسبر لتعزيز القدرات البشرية لأنها تقنية جديدة نسبيا يمكن أن يكون لها آثار جانبية غير مرغوب فيها، مثل التسبب في السرطان، وحذروا من الاستخدامات غير الأخلاقية، مثل التعديل الجيني للأجنة البشرية.

وهذا أيضًا مصدر قلق لمحرري الجينات الاصطناعية. لكن العلماء لديهم بالفعل إمكانية الوصول إلى كل ما يحتاجون إليه لتحرير الأجنة.

قال الدكتور فريزر: “الممثل السيئ، الشخص غير الأخلاقي، لا يشعر بالقلق بشأن ما إذا كان يستخدم محررًا تم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي أم لا”. “إنهم سوف يمضون قدمًا ويستخدمون ما هو متاح.”



المصدر

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى