950 وكيلًا و210 ملايين رمز.. كلود يكتشف نظامًا بيولوجيًا جديدًا خلال 21 ساعة

أعلنت شركة أنثروبيك أن وكلاء الذكاء الاصطناعي العاملين عبر نموذج «كلود» اكتشفوا نظامًا إنزيميًا غير موصوف سابقًا في الحمض النووي للعاثيات، بعد حملة بحث استمرت نحو 21 ساعة.

واستخدمت الحملة نحو 950 وكيلًا وقرابة 210 ملايين رمز للبحث في قواعد بيانات ضخمة عن أنظمة جديدة مرتبطة بإنزيمات النسخ العكسي، قبل أن يلفت أحد الوكلاء الانتباه إلى نمط من التكرارات يشبه في تصميمه مصفوفات كريسبر.

وأطلقت أنثروبيك على النظام اسم Array-associated Reverse Transcriptases (ART)، لكنها أكدت أن وظيفته الأساسية لم تُحسم بعد، وأن التجارب المعملية لا تزال جارية لفهم آلية عمله.

كلود بحث في ملايين التسلسلات قبل رصد النمط الغامض

بدأت المهمة بتكليف وكلاء كلود بالبحث في قاعدة ضخمة من تسلسلات الحمض النووي عن أمثلة غير معروفة لإنزيمات النسخ العكسي.

وخلال الحملة، جمع الوكلاء أكثر من 200 ألف إنزيم نسخ عكسي، ثم حددوا نحو 3500 نظام مرشح للتحليل، قبل تضييق القائمة إلى مجموعة صغيرة من المرشحين لإعداد تقارير خضعت للمراجعة البشرية.

وتولت الوكلاء مراحل البحث والتحليل بصورة متوازية، بينما اقتصر تدخل العلماء على التوجيه الأولي ومراجعة النتائج وإجراء الاختبارات المعملية اللاحقة.

تكرارات DNA كشفت نظام ART

جاء الاكتشاف عندما فحص أحد وكلاء كلود تسلسل الحمض النووي المجاور لإنزيم نسخ عكسي غير معتاد، ولاحظ وجود مصفوفة من التكرارات المتجاورة والمتباعدة بانتظام.

وشبهت أنثروبيك هذا التنظيم بمصفوفات كريسبر، التي تحتوي على تكرارات تفصل بينها تسلسلات أخرى وتلعب دورًا أساسيًا في الأنظمة القابلة للبرمجة.

ويتكون نظام ART المكتشف من ثلاثة عناصر رئيسية: إنزيم نسخ عكسي، وجين شريك مجاور، ومصفوفة طويلة من تكرارات DNA متباعدة بانتظام.

النظام يشبه كريسبر.. لكن وظيفته لا تزال مجهولة

تكمن أهمية الاكتشاف في اجتماع هذه العناصر داخل نظام واحد، رغم أن أنثروبيك لم تحدد حتى الآن الوظيفة البيولوجية الدقيقة لـART.

وأظهرت التجارب الأولية أن مصفوفة ART تُنسخ إلى مجموعة من جزيئات RNA القصيرة والمتميزة، وهو ما دفع الباحثين إلى دراسة احتمال وجود وظيفة مشابهة، من حيث المبدأ، لبعض آليات الأنظمة القابلة للبرمجة.

لكن الشركة تؤكد أن هذه النتائج لا تثبت حتى الآن الوظيفة النهائية للنظام أو استخدامه في تعديل الجينات.

التجارب المعملية تنتقل من الاكتشاف إلى فهم الآلية

بعد تحديد النظام بواسطة وكلاء كلود، انتقلت أنثروبيك إلى مرحلة الاختبار المعملي بهدف معرفة كيفية عمل ART.

وتقول الشركة إن مختبرها في منطقة خليج سان فرانسيسكو يجري أبحاثًا في مستويات السلامة البيولوجية BSL-1 وBSL-2، ولا يتعامل مع مسببات الأمراض القادرة على إصابة البشر، بينما ينفذ العمل المخبري علماء متخصصون.

ويستهدف الباحثون تحديد الوظيفة الأساسية للنظام ومعرفة ما إذا كانت مصفوفة التكرارات والإنزيم المرتبط بها تعمل ضمن آلية بيولوجية واحدة.

فينغ تشانغ: الاكتشاف يستحق مزيدًا من البحث

راجع العالم فينغ تشانغ، أحد رواد أبحاث كريسبر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد برود، النسخة الأولية من البحث.

ووصف تحديد مصفوفات تكرار RNA المرتبطة بإنزيمات النسخ العكسي بأنه اكتشاف مثير للاهتمام ويستحق مزيدًا من البحث، وفق ما نقلته أنثروبيك.

وتشير الشركة إلى أن أهمية النتائج في هذه المرحلة تتمثل أيضًا في اختبار قدرة وكلاء الذكاء الاصطناعي على اكتشاف أنماط غير ملحوظة داخل قواعد بيانات بيولوجية ضخمة.

أنثروبيك تبني فريقًا ومختبرًا لأبحاث علوم الحياة

كشفت أنثروبيك في الوقت نفسه عن فريق جديد لأبحاث علوم الحياة ومختبر متخصص، يركز على استخدام كلود في قراءة بيانات DNA، وتحديد عائلات بروتينية غير موصوفة، وتوليد فرضيات قابلة للاختبار.

وتقول الشركة إن هذا النهج يجمع بين التحليل الحاسوبي واسع النطاق والعمل المخبري، مع بقاء التجارب البيولوجية الفعلية في يد العلماء.

ويأتي إعلان ART ضمن سلسلة تحركات أوسع لأنثروبيك في مجال علوم الحياة، بعدما أعلنت في سبتمبر عن فريق بحثي ومختبر مخصصين لهذا المسار.

من اكتشاف الأنماط إلى أدوات بيولوجية جديدة

لا يعني اكتشاف ART أنه أصبح أداة جديدة لتحرير الجينات، إذ لا تزال وظيفته وآلية عمله قيد الدراسة.

لكن النتائج تفتح مسارًا بحثيًا جديدًا أمام استخدام وكلاء الذكاء الاصطناعي في التنقيب داخل قواعد البيانات البيولوجية، خصوصًا عندما يتعلق الأمر بأنماط يصعب اكتشافها يدويًا وسط كميات ضخمة من التسلسلات.

وتدعو أنثروبيك باحثين آخرين إلى تقديم مقترحات لدراسة هذه الأنظمة وتوسيع نطاق استخدام الذكاء الاصطناعي في أبحاث الجينوم والعلوم الحيوية.