አንድ ተመራማሪ Codexን እና ChatGPTን ተጠቅሞ አዳዲስ ፀረ ተሕዋስያን ሞለኪውሎችን እንዴት ይፈልጋል?

ባክቴሪያ፣ ፈንገስ፣ ጥገኛ ተሕዋስያንና ቫይረሶችን ጨምሮ መድኃኒትን የሚቋቋሙ ተሕዋስያን እያደገ የመጣ ዓለም አቀፍ ስጋት ናቸው። በ2021 ከተከሰቱት ሞቶች ወደ አምስት ሚሊዮን የሚሆኑት ከባክቴሪያ ፀረ ተሕዋስያን መድኃኒት መቋቋም ጋር የተያያዙ⁠(በአዲስ መስኮት ውስጥ ይክፈታል) ሲሆኑ፣ ይህ ዓመታዊ የሞት ቁጥር እስከ 2050 በእጥፍ ገደማ እንደሚጨምር ይገመታል። ፀረ ተሕዋስያን መድኃኒት የመሆን አቅም ያላቸውን ሞለኪውሎች ለማግኘት ዓመታት ሊፈጅ ይችላል። ተመራማሪዎች ይህን የግኝት የመጀመሪያ ደረጃ ለማፋጠን AIን እየተጠቀሙ ነው።

«በእኔ አስተያየት ፀረ ተሕዋስያን መድኃኒት መቋቋም በሰው ልጅ ሕልውና ላይ ካሉት ታላላቅ ስጋቶች አንዱ ነው» ሲል ዘርፈ ብዙ ላብራቶሪው ፀረ ተሕዋስያን እጩዎችን የሚፈልገው የባዮኢንጂነሪንግ ባለሙያ ሴሳር ዴ ላ ፉዌንቴ⁠(በአዲስ መስኮት ውስጥ ይክፈታል) ተናግሯል። «ያም ሆኖ፣ ላለፉት 50 ዓመታት አዲስ የአንቲባዮቲክ ምድብ አላገኘንም።»

አብዛኛው ዘመናዊ የፀረ ተሕዋስያን መድኃኒት ልማት ነባር መድኃኒቶችን በማሻሻል ወይም የታወቁ የኬሚካል ምድቦችን በመፈለግ ላይ ያተኩራል። ይህ አካሄድ ግን እያነሰ የሚሄድ ውጤት ነው የሚያስገኘው።

የዴ ላ ፉዌንቴ ላብራቶሪ እጅግ አነስተኛ ምርምር ከተደረገበት ቦታ፣ ከሕይወት ኮድ ይጀምራል። የሥራው ዋና ሐሳብ ሥነ ሕይወት የመረጃ ሥርዓት ነው የሚል ነው። «DNAን የሚያዋቅሩት ኒውክሊዮታይዶች፣ ፕሮቲኖችንና ፔፕታይዶችን የሚያዋቅሩት አሚኖ አሲዶችም እንደ ፊደላት ስብስብ ናቸው» ሲል ዴ ላ ፉዌንቴ ተናግሯል። «ሥነ ሕይወትን እንደ መረጃ ማሰባችን፣ ተግባራዊ ሞለኪውልን የፈጠሩትን የሕይወት አደረጃጀት መርሆዎች መፍታት የሚጀምሩ ዘዴዎችን እንድናዳብር አስችሎናል።»

የላብራቶሪው የጥልቅ ትምህርት ሞዴሎች በባዮሎጂያዊ ቅደም ተከተሎች ውስጥ ያሉ ንድፎችን እንዲለዩ የሠለጠኑ ሲሆን፣ ይህም ፀረ ተሕዋስያን እጩዎችን በግዙፍ የጂኖምና የፕሮቲን ውሂብ ስብስቦች ውስጥ እንዲፈልጉ ያስችላቸዋል። ይህ አካሄድ የእጩ ሞለኪውሎችን የመጀመሪያ ፍለጋ ከዓመታት ወደ ሰዓታት ሊቀንስ ይችላል።

ላብራቶሪው ከራሱ የAI ሞዴሎች ጎን ለጎን፣ መላምቶችን ለማፍለቅ፣ ኮድ ለመጻፍና ለማሻሻል፣ የውሂብ ስብስቦችን ለማስኬድ፣ ውጤቶችን ለመተንተን እና በሳይንሳዊ ዘርፎች መካከል ሐሳቦችን ለማገናኘት ChatGPTን እና Codexን ይጠቀማል።

በግልጽ የተረዳ ተግባር ያለው ከጂኖም ውስጥ ጥቂቱ ብቻ ነው፤ ተላላፊ ተሕዋስያንን መዋጋት የሚችሉ ሞለኪውሎችን የሚያመርቱት ደግሞ ከዚያም ያነሱ ናቸው። ፈተናው አንድን ሞለኪውል ተግባራዊ ወይም ባዮሎጂያዊ ንቁ የሚያደርጉትን ንድፎች መለየት፣ ከዚያም የትኞቹ ተላላፊ ተሕዋስያንን የመዋጋት አቅም እንዳላቸው መወሰን ነው።

ሳይንቲስቶች ለረጅም ጊዜ ፀረ ተሕዋስያንን በዕፅዋት፣ በእንስሳት፣ በተሕዋስያን፣ በነፍሳት፣ በውሃና በአፈር ውስጥ ሲፈልጉ ቆይተዋል። ናሙናዎችን ይሰበስባሉ፣ እጩ ሞለኪውሎችን ይለያሉ ወይም ይተነብያሉ፣ ከዚያም ዓመታት ሊፈጅ በሚችል ተደጋጋሚ ሂደት ይፈትኗቸዋል።

ዲጂታል የጂኖምና የፕሮቲን የውሂብ ጎታዎች አሁን ሳይንቲስቶች አዳዲስ ውህዶችን በሁሉም የሕይወት ዘርፎች እንዲፈልጉ በማስቻል፣ ለፍለጋ የሚገኙትን የውሂብ ጎታዎች ስፋት እጅግ አስፍተዋል። ይህ የመረጃ ብዛት ግን የራሱን ፈተና ይዞ ይመጣል፤ እጅግ ብዙ ከሆኑ አማራጮች መካከል ተስፋ ሰጪ ምልክቶችን መፈለግ።

AI በተለይ በገለባ ክምር ውስጥ መርፌ እንደ መፈለግ ላለው ተግባር ተስማሚ ነው። ግዙፍ የውሂብ ስብስቦችን መቃኘት፣ ለተመራማሪዎች ለማየት አስቸጋሪ ሊሆኑ የሚችሉ ንድፎችን መለየት እና ለሙከራ ፍተሻ በቀላሉ የሚተዳደር የእጩዎች ስብስብ ቅድሚያ መስጠት ይችላል።

ሆኖም ተስፋ ሰጪ እጩን መለየት ውጤታማ መድኃኒት ይሆናል ማለት አይደለም።

ሳይንቲስቶች መጀመሪያ እጩው ሞለኪውል ዒላማውን ተሕዋስ እንደሚገድል ማረጋገጥ፣ ውጤታማ ለመሆን የሚያስፈልገውን መጠን መወሰን እና በሰው ሕዋሳት ላይ የሚኖረውን ተፅዕኖ መፈተሽ አለባቸው። ከዚያም ኬሚስቶች ውጤታማነቱን፣ ደኅንነቱን ወይም መረጋጋቱን ለማሻሻል ሞለኪውሉን ሊያመቻቹት ይችላሉ።

ተጨማሪ ፈተናዎች እጩው መርዛማ የሚሆንበትን መጠን፣ ተሕዋስያን ሞለኪውሉን የመቋቋም አቅም ምን ያህል በፍጥነት እንደሚያዳብሩ እና እጩው በሰውነት ውስጥ እንዴት እንደሚንቀሳቀስ ይገመግማሉ። ቡድኖቹ ሞለኪውሉን በአስተማማኝ ሁኔታ የሚያመርቱበትን ዘዴም ይወስናሉ። እነዚህን መሰናክሎች ያለፉ እጩዎችም ቢሆኑ፣ የተፈቀዱ ፀረ ተሕዋስያን መድኃኒቶች ሆነው ለታካሚዎች ከመድረሳቸው በፊት የቁጥጥር ግምገማና ክሊኒካዊ ሙከራዎች ይጠብቋቸዋል።

ለዴ ላ ፉዌንቴ፣ AI እና የላብራቶሪ ሥነ ሕይወት አብረው መራመድ ያለባቸው ለዚህ ነው። «የAI ትንበያዎችን ለማረጋገጥ በተጨባጭ ዓለም የሚደረጉ ሙከራዎች አስፈላጊ ናቸው» ብሏል። «ከሁሉ የተወሳሰበውን ሥነ ሕይወት ገና በጥቂቱም ቢሆን መረዳታችንን ለመቀጠል ከፈለግን፣ ይህ በመጪዎቹ ዓመታት ለሕይወት ሳይንሶች ወሳኝ ይሆናል።»

ላብራቶሪው እጩ ሞለኪውሎችን ለማግኘት የሕያዋንና የጠፉ ፍጥረታትን ጂኖሞች ያስሳል። እነዚያን ጂኖሞች መፈለግ፣ በውስጣቸው የተመሰጠሩት ፕሮቲኖች እንዴት እንደሚፈጠሩና እንደሚሠሩ መረዳት፣ እንዲሁም እነዚያ ሞለኪውሎች ምን እንደሚያደርጉ መወሰን የበርካታ ዘርፎችን እውቀት ይጠይቃል።

«እኛ እጅግ ዘርፈ ብዙ ቡድን ነን፤ ስለዚህ ከሥነ ሕይወት፣ ከኬሚስትሪ፣ ከኮምፒውተር ሳይንስና ከምሕንድስና የመጡ ሰዎች አሉን» ሲል ዴ ላ ፉዌንቴ ተናግሯል። አንዳንድ የላብራቶሪ አባላት ጠንካራ ፕሮግራመሮች ቢሆኑም ስለ ሥነ ሕይወት ወይም ኬሚስትሪ ያላቸው እውቀት አነስተኛ ነው፤ ሌሎች ደግሞ በተቃራኒው ናቸው። Codex እና ChatGPT እነዚህን ክፍተቶች ለማጥበብ ያግዛሉ፤ የሥነ ሕይወት ባለሙያዎች ፕሮግራሞችን እንዲገነቡ፣ ፕሮግራመሮችም ባዮሎጂያዊ ችግሮችን እንዲፈቱ ያስችላሉ። ከዚህ አንፃር AI በሳይንሳዊ ዘርፎች መካከል ያሉ እንቅፋቶችን ይቀንሳል።

የላብራቶሪ አባላት ለዘርፈ ብዙ ሥራቸው የሚያስፈልጓቸውን አዳዲስ ርዕሶች እንዲገመግሙ፣ ቃላትን እንዲያብራሩ፣ በየዘርፉ ያሉ ዘዴዎችን እንዲያወዳድሩ እና ለመድኃኒት ግኝት ሐሳቦችን እንዲያደራጁ ያግዛቸዋል። ሌሎች ደግሞ ትልልቅ የጂኖም ውሂብ ስብስቦችን ለማውረድ፣ ለማደራጀት እና ቀድሞ ለማስኬድ AIን ይጠቀማሉ። ChatGPT የላብራቶሪ አባላት በአፍ መፍቻ ቋንቋቸው እንዲሠሩ በማስቻል እንቅፋቶችን ይቀንሳል፣ የሥራ ሂደታቸውንም ያፋጥናል።

ዴ ላ ፉዌንቴ ChatGPTን የሐሳብ ማፍለቂያ አጋር አድርጎ ይጠቀማል። ከባልደረቦቹ ጋር ሐሳቦችን ማዳበሩን ቢቀጥልም፣ መላምት እንዲቀርጽ የAI ድጋፍ መስጠት ችሎታ ትልቅ ዋጋ እንዳለው ያምናል። እንዲሁም አንድ አዝራር በመጫን የዓለምን መረጃ ማግኘት መቻሉን ይወዳል።

«የChatGPT የስራ ቦታችን ልንፈታቸው ስለምንሞክራቸው ችግሮች የተለያየ አስተሳሰብ ካላቸው እነዚህ ሁሉ ሰዎች ግብዓት እያገኘ ነው» ሲል ዴ ላ ፉዌንቴ ተናግሯል። የላብራቶሪው አባላት ጥሩም ሆነ መጥፎ ሐሳቦቻቸውን ይሰጡታል፤ በዚህም የጋራ ሐሳብ መፈተሻ መድረክ ዓይነት ይሆናል።

ሆኖም AI ላይ ብቻ እንዳይተማመኑ ያስጠነቅቃል። «በእርግጥ ትክክለኛነቱን ሁልጊዜ ደግመው ማረጋገጥ አለብዎት» ሲል ዴ ላ ፉዌንቴ ተናግሯል።

ያም ሆኖ፣ AI ተመራማሪዎች በሳይንሳዊ ዘርፎች መካከል ያሉትን ድንበሮች እንዲያስሱ የማገዝ ችሎታውን ያደንቃል። «የለውጥ ግኝቶች እንዲገኙ የሚጠብቁት እዚያ ነው። በመሠረቱ በጣም ጥቂት ሰዎች በሚደርሱባቸው የዘርፎች መገናኛ ጠርዞች ላይ ይገኛሉ።»

ይህን ሥራ እጅግ ረጅም የሳይንስ ወግ አካል አድርጎ ይመለከተዋል። «በዙሪያችን ያለውን ዓለም ለመረዳት ሁልጊዜ በመሣሪያዎችና በማሽኖች ላይ ተመርኩዘናል» ሲል ዴ ላ ፉዌንቴ ተናግሯል። «ቴሌስኮፕ ጠፈርን አበራ፤ ማይክሮስኮፕም የማይታየውን ዓለም ገለጠ።» አሁን ማሽኖች ተመራማሪዎች ሥነ ሕይወትን እንዲረዱ፣ እንዲተነብዩና እንዲቀርጹ ያግዛሉ። «ሥራችን በሙሉ የሚያተኩረው በዚህ ላይ ነው» ብሏል።