كيف يمكن للذكاء الاصطناعي أن يساعد في فك خريطة البروتينات البشرية؟
صدر الصورة، SPL
نموذج جزيئي للإنزيم ألفا-أماليز الموجود في بنكرياس الإنسان
في تجربة علمية مهمة، استخدم برنامج للذكاء الاصطناعي يدعى “ألفافولد”، للتنبؤ بهياكل البروتينات التي ينتجها الجسم.
وبحسب مراسل بي بي سي للشؤون العلمية، بول رينكون، استخدم الباحثون برنامجاً للتنبؤ بـ 350 ألف هيكل لبروتينات منها بشرية، وأخرى تعود لكائنات حية مختلفة.
تكمن أهمية هذه التجربة في كون التنبؤ بهياكل البروتينات أمراً معقداً وصعباً للغاية، ويحتاج إلى وقت طويل في التجارب المخبرية.
وكما هو معروف، فإنّ البروتينات هي أشبه بالمداميك الأساسية لبناء الكائنات الحية، فكل خلية في أجسامنا، مليئة بالبروتين.
والقدرة على فهم هياكل البروتينات مهمة جداً لتطور الطب، والعثور على علاجات جديدة. ولكن حتى الآن، لم ينجح العلماء إلا في التعرف على جزء قليل من تلك الهياكل.
من شأن هذا الاكتشاف فسح المجال لتطوير عقاقير وعلاجات للأمراض وتصميم محاصيل مستقبلية يمكنها مقاومة التغير المناخي، أو إنزيمات يمكنها تحليل مادة البلاستيك التي تغزو البيئة.
تتضمن الخريطة الوراثية للبشر، أي الحمض النووي الموجود في نواة الخلايا البشرية، التعليمات الضرورية حول كيفية تشكيل البروتينات في الجسم.
وتحتوي الخريطة الوراثية البشرية على نحو 20 ألف بروتين، يطلق عليها العلماء اسم “بروتيوم”.
صدر الصورة، Getty Images
البحث العلمي قد يقود إلى تطوير إنزيمات يمكنها تحليل مادة البلاستيك التي تلوث البيئة.
تمكن برنامج “ألفافولد” من التكهّن “بشكل واثق”، بهياكل 58 بالمئة من الأحماض الأمينية (مكونات البروتينات) في البروتيوم البشري.
كذلك تنبأ على “درجة عالية من الثقة”، بنحو 35.7 بالمئة من الأحماض الأمينية، وتلك هي ضعف النسبة التي خلصت إليها تجارب علمية حتى الآن.
وقال ديميس هسابيس، الرئيس التنفيذي والشريك المؤسس لمؤسسة “ديب مايند”، المبتكرة للبرنامج: “نعتقد بأنها أكمل وأدق صورة للبروتيوم البشري حتى الآن”.
وأضاف قائلاً: “يمثل هذا العمل أهم مساهمة للذكاء الاصطناعي في تطور حالة المعرفة العلمية حتى يومنا هذا”.
وفي مجلة “نيتشر” العلمية المرموقة، شرح باحثو “ديب مايند” بالتفصيل كيف تمكن برنامج “ألفافولد” من التنبؤ بهياكل موجودة في البروتيوم البشري، وفي كائنات مسماة نموذجية في البحث العلمي، مثل إي. كولي والخميرة والذبابة والفأر.
وتعليقاً على تنبؤات برنامج “ألفافولد”، قال البروفيسور ماك جيهان: “كنا نستغرق ستة أشهر للتنبوء بهيكل واحد والآن يستغرق الأمر دقيقتان”.
وقالت البروفيسورة إديث هيرد، من مختبر الأحياء الجزيئية الأوروبي: “نعتقد بأن هذا سيحدث تحولاً في فهمنا لكيفية سير الحياة”.
وقد عملت مؤسسة “ديب مايند” مع مختبر الأحياء الجزيئية الأوروبي من أجل جعل شيفرة “ألفافولد” وتنبؤاته بهياكل البروتين متاحة بشكل علني للمجتمع العلمي العالمي.
