رفتن به محتوای اصلی
Koohestun
هوش مصنوعی در زیست‌شناسیکشف علمی· 4 دقیقه مطالعه· در هوش مصنوعی

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

مدل هوش مصنوعی کلود شرکت آنتروپیک پس از ۲۱.۵ ساعت جستجو در پایگاه‌های داده ژنتیکی، موفق به کشف یک سیستم آنزیمی ناشناخته به نام ART شد که ساختاری شبیه به ابزار ویرایش ژن کریسپر دارد.

به قلم آرش رضایی

تصویر هولوگرافیک از مارپیچ دوگانه دی‌ان‌ای در یک آزمایشگاه مدرن با دانشمندانی که در پس‌زمینه مشغول کار هستند.
خوش‌بینان به هوش مصنوعی زیستی 45%محققان محتاط 35%ناظران صنعت فناوری 20%
خوش‌بینان به هوش مصنوعی زیستی
کشف خودکار سیستم‌های آنزیمی را گامی بزرگ به سوی درمان سریع‌تر بیماری‌ها می‌دانند.
محققان محتاط
معتقدند تا زمان اثبات عملکرد دقیق این سیستم در آزمایشگاه، نباید آن را با کریسپر مقایسه کرد.
ناظران صنعت فناوری
بیشتر بر روی مقیاس محاسباتی و توانایی عامل‌های هوش مصنوعی در پردازش داده‌ها تمرکز دارند.

دیدگاه‌هایی که این گزارش پوشش نداده

  • متخصصان اخلاق زیستی
  • شرکت‌های داروسازی توسعه‌دهنده کریسپر

چرا مهم است

این کشف نشان می‌دهد که هوش مصنوعی اکنون قادر است فراتر از تولید متن عمل کرده و الگوهای بیولوژیکی پنهان را در حجم عظیمی از داده‌های ژنتیکی شناسایی کند. اگر سیستم کشف‌شده قابلیت ویرایش ژن را داشته باشد، می‌تواند به توسعه ابزارهای دقیق‌تر برای درمان بیماری‌های ژنتیکی منجر شود.

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]

محققان آنتروپیک تنها یک دستورالعمل اولیه برای یافتن سیستم‌های جدید رونوشت‌بردار معکوس به هوش مصنوعی دادند.

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]

بررسی عمیق دیدگاه‌ها

تیم تحقیقاتی آنتروپیک

معتقدند هوش مصنوعی می‌تواند سرعت کشفیات بنیادین در زیست‌شناسی را به شدت افزایش دهد.

پژوهشگران این شرکت بر این باورند که مدل‌های زبانی بزرگ مانند کلود، دیگر تنها ابزارهایی برای پردازش متن نیستند، بلکه می‌توانند به عنوان دستیاران علمی خودمختار عمل کنند. آن‌ها استدلال می‌کنند که اسکن ۲۱۵.۶ میلیون توکن ژنتیکی در کمتر از یک روز و یافتن الگوهای پنهانی که از چشم انسان دور مانده‌اند، نشان‌دهنده پتانسیل عظیم هوش مصنوعی در مهندسی ژنتیک و توسعه درمان‌های جدید است.

میکروبیولوژیست‌های مستقل

تأکید دارند که کشف یک الگوی ژنتیکی تا تبدیل شدن به یک ابزار ویرایش ژن فاصله زیادی دارد.

این گروه از دانشمندان، از جمله محققان دانشگاه واشنگتن، معتقدند که طبیعت پر از سیستم‌های دفاعی باکتریایی ناشناخته است. از دیدگاه آن‌ها، شباهت ساختاری سیستم ART به کریسپر لزوماً به معنای شباهت عملکردی آن نیست. آن‌ها هشدار می‌دهند که نباید پیش از انجام آزمایش‌های بالینی و اثبات قابلیت برنامه‌ریزی این آنزیم‌ها برای ویرایش هدفمند دی‌ان‌ای، در مورد کاربردهای درمانی آن مبالغه کرد.

نکات کلیدی

  • هوش مصنوعی کلود پس از ۲۱.۵ ساعت جستجو، یک سیستم آنزیمی جدید به نام ART را در دی‌ان‌ای ویروس‌ها کشف کرد.
  • این سیستم دارای توالی‌های تکرارشونده‌ای است که ساختاری بسیار شبیه به ابزار ویرایش ژن کریسپر (CRISPR) دارند.
  • آزمایش‌های اولیه در آزمایشگاه آنتروپیک نشان می‌دهد که این آرایه‌های دی‌ان‌ای به قطعات کوتاه آران‌ای رونویسی می‌شوند.
  • دانشمندان مستقل هشدار می‌دهند که هنوز هیچ شواهدی مبنی بر قابلیت استفاده از این سیستم برای درمان بیماری‌ها وجود ندارد.

منابع

پوشش منابع

3 منبع

3 دیدگاه شناسایی‌شده

خوش‌بینان به هوش مصنوعی زیستی 45%محققان محتاط 35%ناظران صنعت فناوری 20%
  1. [1]Anthropicخوش‌بینان به هوش مصنوعی زیستی

    Claude discovers a novel enzyme system with CRISPR-like repeats

    مطالعه در Anthropic →
  2. [2]Al Jazeeraمحققان محتاط

    AI model Claude discovers CRISPR-like enzyme system, Anthropic says

    مطالعه در Al Jazeera →
  3. [3]Quartzناظران صنعت فناوری

    Anthropic's Claude discovered a new CRISPR-like enzyme system in viral DNA

    مطالعه در Quartz →

نظرات

همیشه در جریان باشید

هر زاویه. هر روز.

دریافت هوش مصنوعی اخبار همراه با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاه‌ها، مستقیم در صندوق ورودی شما.