گوگل دیپ‌مایند با مدل AlphaGenome اسرار ناشناخته DNA را جستوجو می‌کند_آفتاب شرق

محققان گوگل دیپ‌مایند مدل هوش مصنوعی جدیدی را گسترش داده‌اند که می‌تواند فهمیدن ما از DNA را به‌طورکلی منقلب کند. با اهمیت ترین پتانسیل این ابزار قوی شناخت بیماری‌ها و کشف داروهای تازه گفتن شده است.

مطابق گزارش‌های انتشار شده، این مدل که AlphaGenome نام دارد، به دانشمندان پشتیبانی می‌کند تا فهمید شوند چرا تفاوت‌های جزئی در DNA ما، خطر ابتلا به بیماری‌هایی همانند سختی خون بالا، زوال عقل و چاقی را افزایش خواهند داد. هرچند محققان حرف های‌اند که این مدل تا این مدت کامل نیست، اما از آن به‌گفتن یک «دستاورد باورنکردنی» و «نقطه عطفی بزرگ» یاد شده است.

ژنوم انسان از سه میلیارد سخن کد DNA (شامل حروف A ،C ،G و T) راه اندازی شده است. تنها نزدیک به ۲ درصد از این کدها مربوط به ژن‌هایی است که پروتئین‌های مورد نیاز بدن را تشکیل می‌کنند. ۹۸ درصد باقی‌مانده که کمتر شناخته شده است، «ژنوم تاریک» نامیده می‌شود. این قسمت نقش حیاتی در تنظیم نحوه منفعت گیری از ژن‌ها در بدن ایفا می‌کند و تعداد بسیاری از جهش‌های مرتبط با بیماری‌ها در همین منطقه اشکار خواهد شد.

AlphaGenome می‌تواند در هر لحظه یک میلیون سخن از این کدها را تحلیل کرده و گره‌های ژنوم تاریک را باز کند. این مدل نه تنها مکان ژن‌ها را پیش‌بینی می‌کند، بلکه تأثیر ژنوم تاریک بر «گفتن ژن» و «پیرایش ژن» (ابزاری که بدن برای ساخت پروتئین‌های گوناگون از یک ژن واحد به کار می‌برد) را نیز تشخیص می‌دهد. مسئله کلیدی این که این مدل هوش مصنوعی می‌تواند پیامد تحول حتی یک سخن در کد ژنتیکی را پیش‌بینی کند.

«ناتاشا لاتیشوا»، مهندس تحقیقات در دیپ‌مایند، معتقد است که این مدل می‌تواند جهش‌های عامل بیماری را شناسایی کرده و به تعیین علت بیماری‌های ژنتیکی نادر پشتیبانی کند. دکتر «گرت هاکس» از دانشگاه اکستر که از این ابزار برای مطالعه دیابت و چاقی منفعت گیری می‌کند، می‌گوید:

«نمی‌توان او گفت AlphaGenome معمای قسمت تاریک ژنوم را حل کرده است، اما این یک پیشرفت بزرگ است. این پیش‌بینی‌ها به ما می‌گویند که گونه‌های ژنتیکی بر کدام فرایندهای بیولوژیکی تأثیر می‌گذارند و مسیر گسترش داروهای تازه را هموار می‌کنند.»

تفاوت AlphaGenome با مدل‌های زبانی

برخلاف مدل‌های زبانی بزرگ (همانند ChatGPT) که کلمه بعدی را پیش‌بینی می‌کنند، AlphaGenome یک مدل «توالی به کارکرد» (sequence-to-function) است؛ یعنی بازدید می‌کند که چطور تغییرات در متن (کد DNA) کارکرد بیولوژیکی را تحول می‌دهد. این سیستم با منفعت گیری از پایگاه‌های داده عمومی آزمایش‌های سلولی انسان و موش آموزش دیده است.

با وجود این پیروزی‌ها، چالش‌هایی نیز وجود دارد. دقت این مدل در پیش‌بینی تنظیم ژن‌ها در فواصل طویل (بیشتر از ۱۰۰ هزار سخن) هم چنان نیاز به بهبود دارد. علاوه‌براین، تیم دیپ‌مایند در تلاش است تا دقت مدل را در بافت‌های گوناگون بدن افزایش دهد؛ چرا که برای مثال، یک نورون مغزی و یک سلول قلبی کد ژنتیکی یکسانی دارند، اما نحوه اجرای دستورالعمل‌ها در آنها کاملاً متفاوت است.

تیم دیپ‌مایند که پیش از این در سال ۲۰۲۴ برای مدل AlphaFold برنده جایزه نوبل شیمی شده می بود، اکنون با AlphaGenome عصر جدیدی از پیشرفت‌های علمی را اغاز کرده است که در آن هوش مصنوعی، زیست‌شناسی و پزشکی با یکدیگر ترکیب خواهد شد.