خبر کامل
توسعه «هوش مصنوعی زیستی» برای ساخت داروهای نوین در سلول‌های پستانداران
پژوهشگران استرالیایی موفق به توسعه سامانه‌ای نوآورانه موسوم به «هوش مصنوعی زیستی» شده‌اند که می‌تواند مولکول‌هایی با عملکرد‌های کاملاً جدید یا بهبود یافته درون سلول‌های پستانداران تولید کند. این دستاورد علمی بزرگ، نویدبخش ساخت دارو‌هایی است که تاکنون تولید آنها ناممکن یا بسیار دشوار بوده است و گامی مهم در پیشبرد پزشکی و زیست‌فناوری محسوب می‌شود.
سامانه PROTEUS: تکامل هدایت‌شده در سلول‌های پستانداران
این سامانه که PROTEUS (مخفف «تکامل پروتئین با استفاده از انتخاب») نام دارد، بر پایه‌ی روش «تکامل هدایت‌شده» طراحی شده است. تکامل هدایت‌شده روشی آزمایشگاهی است که از روند طبیعی تکامل الگوبرداری می‌کند، با این تفاوت که PROTEUS می‌تواند این فرایند را در مدت چند هفته، به‌صورت چشمگیر تسریع کند.
دانشمندان مرکز چارلز پرکینز در دانشگاه سیدنی در همکاری با پژوهشگرانی از مؤسسه سنتنری، این سامانه را توسعه داده‌اند و آن را گامی بزرگ در مسیر طراحی دقیق‌تر ابزارهای پژوهشی و درمان‌های هدفمند ژنی می‌دانند.
به‌گفته‌ی گرگ نیلی، سرپرست مشترک این پروژه، PROTEUS این توانایی را دارد که دارو‌هایی جدید و خاص برای بدن انسان تولید کند که با فناوری‌های فعلی قابل دستیابی نیستند. او توضیح می‌دهد که نکته نوآورانه درباره‌ی کار آنها این است که بیشتر روش‌های تکامل هدایت‌شده در سلول‌های باکتریایی عمل می‌کنند، اما PROTEUS این قابلیت را دارد که در سلول‌های پستانداران نیز عمل تکامل را انجام دهد.
حل مسائل مولکولی با هوش مصنوعی زیستی
سامانه PROTEUS می‌تواند همانند یک پلتفرم هوش مصنوعی، یک مسئله‌ی ژنتیکی ناشناخته و پیچیده را دریافت کرده و با بررسی میلیون‌ها توالی مولکولی احتمالی که به‌صورت طبیعی هنوز وجود ندارند، به دنبال یافتن مولکول‌هایی با ویژگی‌های بهینه برای حل آن مسئله بگردد. برای نمونه می‌توان از این سامانه برای خاموش‌سازی کارآمد یک ژن بیماری‌زا در بدن انسان استفاده کرد.
تیم پژوهشی موفق شده است با استفاده از PROTEUS نسخه‌هایی پیشرفته‌تر از برخی پروتئین‌ها را توسعه دهد که قابلیت تنظیم‌پذیری بهتری با دارو‌ها دارند، همچنین نانوبادی‌هایی (نسخه‌های کوچک‌شده آنتی‌بادی‌ها) که قادر به شناسایی آسیب‌های DNA هستند؛ فرآیندی حیاتی که نقش مهمی در پیدایش سرطان دارد.
به‌گفته‌ی پژوهشگران، این سامانه به‌هیچ‌وجه محدود به این موارد نیست و می‌تواند عملکرد طیف گسترده‌ای از پروتئین‌ها و مولکول‌ها را بهبود بخشد.
چالش‌ها و راه‌حل‌ها در تکامل مولکولی سلولی
روش اولیه‌ی تکامل هدایت‌شده که برای نخستین‌بار در باکتری‌ها اجرا شد، در سال ۲۰۱۸ جایزه نوبل شیمی را برای مبتکران خود به ارمغان آورد. اکنون PROTEUS با توسعه‌ی این فناوری در سطح سلول‌های پستانداران، امکان حل مسائل ژنتیکی پیچیده را فراهم کرده است.
کریستوفر دنس، پژوهشگر ارشد این پروژه، درباره چالش‌های بزرگ این پروژه توضیح می‌دهد: بزرگ‌ترین چالش ما این بود که چگونه سلول پستانداران را پایدار نگه داریم تا در برابر چرخه‌های متعدد جهش و تکامل مقاومت کرده و از راه‌حل‌های تقلبی یا ساده‌سازی شده جلوگیری کنیم.
راه‌حل تیم تحقیقاتی استفاده از ذرات شبه‌ویروسی کیمریک بود؛ ساختاری ترکیبی که از پوسته‌ی یک ویروس و ژن‌های ویروسی متفاوت ساخته شده و اجازه تقلب را از سامانه می‌گیرد. با ترکیب دو خانواده ویروسی متفاوت، آنها به سیستمی دست یافتند که می‌تواند همزمان راه‌حل‌های مختلفی را بررسی کرده و به بهترین گزینه‌ها اجازه بقا دهد در حالی‌که گزینه‌های نامناسب حذف می‌شوند.
سامانه‌ای پایدار، باز و در دسترس جهانی
دنس تأکید می‌کند: سامانه PROTEUS پایدار و قابل اعتماد است و اعتبار آن در آزمایشگاه‌های مستقل نیز تأیید شده است. ما از دیگر پژوهشگران دعوت می‌کنیم که از این تکنولوژی بهره‌برداری کنند.
نیلی نیز با اشاره به اهداف آینده‌ی تیم می‌گوید: ما این سامانه را به‌صورت متن‌باز در اختیار جامعه پژوهشی قرار داده‌ایم و مشتاقیم ببینیم دیگران با آن چه می‌کنند. هدف ما توسعه ابزارهای دقیق‌تر و قدرتمندتر در حوزه‌هایی مانند ویرایش ژن و بهینه‌سازی داروهای مبتنی بر mRNA است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
