کشف یک سیستم آنزیمی جدید شبیه به کریسپر توسط هوش مصنوعی کلود

در سپتامبر ۲۰۲۶، شبکه‌ای متشکل از ۹۴۹ عامل هوش مصنوعی کلود (Claude) متعلق به شرکت آنتروپیک (Anthropic)، پس از ۲۱.۵ ساعت جستجوی بی‌وقفه، الگویی تکرارشونده را در دی‌ان‌ای باکتریوفاژها شناسایی کرد. این عامل‌ها با مصرف ۲۱۵.۶ میلیون توکن و بررسی پایگاه داده‌ای شامل ۱.۹ میلیارد خوشه پروتئینی، موفق به کشف یک سیستم آنزیمی کاملاً جدید به نام ART شدند که ساختاری شبیه به ابزار انقلابی ویرایش ژن کریسپر (CRISPR) دارد. این دستاورد، نخستین خروجی آزمایشگاه زیست‌شناسی تازه‌تأسیس این شرکت محسوب می‌شود.[1][3]

برای درک اهمیت این کشف، باید به نحوه عملکرد کریسپر نگاه کرد. کریسپر در اصل سیستم ایمنی طبیعی باکتری‌ها در برابر ویروس‌های مهاجم است که با ذخیره قطعاتی از دی‌ان‌ای ویروس در میان توالی‌های تکرارشونده، مهاجمان را به خاطر می‌سپارد. دانشمندان با استفاده از این مکانیزم، فناوری ویرایش ژنی را توسعه دادند که در سال ۲۰۲۰ برنده جایزه نوبل شیمی شد و اکنون برای درمان بیماری‌هایی مانند کم‌خونی داسی‌شکل استفاده می‌شود. یافتن سیستم‌های مشابه در طبیعت می‌تواند به معنای کشف ابزارهای جدیدتر و دقیق‌تر برای مهندسی ژنتیک باشد.[1][2]

سیستم کشف‌شده توسط کلود که «رونوشت‌بردار معکوس مرتبط با آرایه» (Array-associated Reverse Transcriptases) نامیده شده، از ۳ بخش اصلی تشکیل شده است: یک آنزیم رونوشت‌بردار معکوس که آران‌ای را به دی‌ان‌ای تبدیل می‌کند، یک ژن همراه با عملکردی ناشناخته، و یک آرایه طولانی از توالی‌های تکرارشونده دی‌ان‌ای که بین ۳ تا ۲۱ کپی از یک تکرار کوتاه را در خود جای داده است. این ساختار تکرارشونده دقیقاً همان چیزی است که به سیستم‌های مبتنی بر کریسپر قابلیت برنامه‌ریزی می‌دهد.[1][3]

روند این کشف به اندازه خود سیستم آنزیمی قابل توجه است. محققان آنتروپیک تنها یک دستورالعمل اولیه برای یافتن سیستم‌های جدید رونوشت‌بردار معکوس به هوش مصنوعی دادند. عامل‌های کلود به طور خودمختار حدود ۲۰۰ هزار آنزیم مرتبط را جمع‌آوری کرده، آن‌ها را به ۳۵۶۴ خانواده نامزد کاهش دادند و در نهایت ۱۹ گزارش نهایی و قابل خواندن برای انسان تولید کردند. تمام این فرآیند بدون دخالت انسان و تنها در کمتر از یک شبانه‌روز انجام شد.[1][3]

نقطه عطف این جستجو زمانی رقم خورد که یکی از عامل‌های هوش مصنوعی در حال بررسی دی‌ان‌ای خام در اطراف یک آنزیم غیرعادی بود. این عامل در خروجی خود با شگفتی اعلام کرد که یک الگوی تکرارشونده را «با چشم» مشاهده کرده است که به شدت یادآور آرایه‌های کریسپر است. در حالی که خود آنزیم رونوشت‌بردار معکوس پیش از این در مطالعات دیگر شناسایی شده بود، کلود اولین سیستمی بود که متوجه وجود این آرایه تکرارشونده و پروتئین همراه آن شد.[1][3]

پس از این کشف محاسباتی، محققان انسانی در آزمایشگاه فیزیکی آنتروپیک در سانفرانسیسکو وارد عمل شدند. آزمایش‌های آن‌ها تأیید کرد که این آرایه دی‌ان‌ای در عمل به قطعات کوتاه آران‌ای (RNA) رونویسی می‌شود؛ به طوری که در داده‌های منتشر شده، این آران‌ای‌ها تا ۸ درصد از کل آران‌ای باکتریوفاژ را تنها ۱۵ دقیقه پس از عفونت تشکیل می‌دادند. با این حال، آنتروپیک تأکید کرده است که عملکرد دقیق این سیستم آنزیمی هنوز در محیط آزمایشگاهی به طور کامل اثبات نشده است.[1][2]

با وجود هیجان اولیه، بسیاری از زیست‌شناسان نسبت به کاربردی بودن این کشف محتاط هستند. کوین بلیک، میکروبیولوژیست در دانشگاه واشنگتن، به الجزیره گفت: «از آنجا که آرایه شناسایی‌شده 'شبیه به کریسپر' است، برخی شتاب‌زده نتیجه گرفته‌اند که آنتروپیک 'کریسپر بعدی' یعنی یک فناوری ویرایش ژن برنده جایزه نوبل را کشف کرده است.» او استدلال می‌کند که میلیون‌ها گونه باکتریایی هنوز مطالعه نشده‌اند و یافتن چنین الگوهایی لزوماً به معنای دستیابی به یک ابزار درمانی نخواهد بود.[2]

با این وجود، اهمیت اصلی این رویداد در تغییر پارادایم روش تحقیق علمی نهفته است. داریو آمودی، مدیرعامل آنتروپیک، با اشاره به اینکه هوش مصنوعی می‌تواند در ۵ تا ۱۰ سال آینده به درمان بسیاری از بیماری‌ها کمک کند، معتقد است این دستاورد نشان‌دهنده آغاز دورانی جدید در علم است. اکنون آنتروپیک با انتشار عمومی این یافته‌ها، از سایر پژوهشگران دعوت کرده است تا برای بررسی دقیق‌تر قابلیت‌های سیستم ART و تبدیل احتمالی آن به یک ابزار ویرایش ژن، به این پروژه بپیوندند.[1][2][3]