الذكاء الاصطناعي يختصر 500 مليون عام ليبتكر بروتيناً متوهجاً لم تعرفه الطبيعة من قبل
تاريخ النشر: 3rd, February 2025 GMT
نجح نموذج ذكاء اصطناعي في محاكاة نصف مليار عام من التطور الجزيئي ليبتكر كودًا لبروتين جديد لم يكن معروفًا من قبل، وفقًا لدراسة حديثة نُشرت في مجلة Science.
esmGFP.. بروتين متوهج لم تصنعه الطبيعة
البروتين المتوهج، الذي يحمل اسم esmGFP، يشبه البروتينات الموجودة في قناديل البحر والشعاب المرجانية، وقد يسهم بشكل كبير في تطوير أدوية جديدة.
96 طفرة و500 مليون سنة
يمثل هذا الاكتشاف طفرة في علم البيولوجيا الجزيئية، حيث وجد الباحثون أن تسلسل الحمض الأميني لهذا البروتين يشترك بنسبة 58% فقط مع أقرب بروتين معروف، وهو نسخة معدلة بشريًا من بروتين موجود في شقائق النعمان البحرية. وبحسب الدراسة، فإن الطبيعة كانت ستحتاج إلى 96 طفرة جينية مختلفة لتطوير مثل هذا البروتين، وهو ما كان سيستغرق أكثر من 500 مليون سنة من التطور الطبيعي.
ما يجعل هذا الابتكار ممكنًا هو نموذج الذكاء الاصطناعي ESM3، الذي لا يخضع لقيود التطور الطبيعي، بل يعمل كحلّال للمشكلات عبر ملء الفجوات في تسلسل البروتينات بناءً على معرفته بمليارات المسارات التطورية المحتملة.
أخبار ذات صلة
اقرأ أيضاً.. الذكاء الاصطناعي ينجح في استنساخ نفسه ويثير قلق العلماء
ثورة البيولوجيا الجزيئية
تم تدريب النموذج على بيانات مأخوذة من 2.78 مليار بروتين موجود في الطبيعة، مما مكّنه من إنشاء تسلسلات بروتينية جديدة لم يتم العثور عليها سابقًا في الكائنات الحية. لا يقوم النموذج بتصميم البروتينات بطريقة تقليدية، بل يتعلم أساسيات البيولوجيا الجزيئية ويستخدم معرفته لتوليد بروتينات وظيفية خارج النطاق الذي استكشفه التطور الطبيعي.
يمثل هذا التقدم قفزة في مجال هندسة البروتينات، خاصة أن البروتينات الفلورية تُستخدم على نطاق واسع في الأبحاث البيولوجية لرصد العمليات الخلوية والتفاعلات الجزيئية. ومع ذلك، يشير بعض العلماء إلى أن هذه الطريقة، رغم قوتها، لا يمكنها استبدال العمليات الطبيعية المعقدة التي طورت الحياة عبر ملايين السنين. ورغم أن هذا الذكاء الاصطناعي قادر على تقديم حلول سريعة وفعالة، إلا أن الطبيعة تطورت بطرق لا يزال العلماء يسعون إلى فهمها بالكامل.
اقرأ ايضاً.. دراسة صادمة.. هل يمكن للذكاء الاصطناعي الشعور بالألم؟
أبحاث تحت المجهر
تم تطوير هذا البحث من قبل شركة EvolutionaryScale، وهو امتداد لعمل بدأه الباحثون في Meta، الشركة الأم لفيسبوك وإنستغرام، قبل أن يؤسسوا EvolutionaryScale في عام 2024.
وقد تمت مراجعة الدراسة من قبل علماء مستقلين، مما يعزز مصداقيتها ويفتح الباب لمزيد من الأبحاث حول استخدام الذكاء الاصطناعي في تطوير البروتينات والعلاجات الطبية المستقبلية.
إسلام العبادي(أبوظبي)
المصدر: صحيفة الاتحاد
كلمات دلالية: الذكاء الاصطناعي الكائنات البحرية البروتين الطبيعة الذکاء الاصطناعی من قبل
إقرأ أيضاً:
ابتكارات جديدة في البلاستيك الصديق للبيئة
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
كشف الباحثون من جامعة ولاية واشنطن طريقة جديدة لاستبدال جزء من المكونات البتروكيماوية في رغوة البولي يوريثان بمادة صديقة للبيئة ومستخرجة من الصنوبر مما يساهم فى التطوير نحو مستقبل مستدام وفقا لما نشرته مجلة Naukatv.ru.
وجد الباحثون أن هذا التطوير سيقلل حد بعيد من الضرر البيئى من خلال صمغ اللجنين الموجود في الخشب والذي يمكن أن يحل محل البلاستيك القديم وقد يؤدي هذا الاكتشاف إلى إصدارات أكثر خضرة لمنتجات مثل الإسفنج والوسائد والغراء ومواد التعبئة والتغليف والعزل الحراري.
يذكر أن مادة البولي يوريثان تستخدم في الإسفنج والوسائد ومواد التغليف العوازل والغراء وقد تم تقييم السوق العالمية لهذه المادة بمبلغ قدره 83 مليار دولار في عام 2024.
أما اللجنين فهو عبارة عن مادة لاصقة طبيعية تجعل الخشب صلبا وهو يشكل ما يصل إلى 30% من الكتلة الحيوية على الأرض ولكنه عادة ما يتم حرقه لأنه يصعب إعادة تدويره.
وفي السابق كانت تقنيات استخراج اللجنين مكلفة ومضرة بالبيئة ومع ذلك استخدم العلماء مذيبا سمح بالحصول على لجنين نقي ومقاوم للحرارة ومناسب للتصنيع.
ويؤكد العلماء أن تقنيتهم الجديدة ستقلل بشكل كبير من كمية النفايات وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون وقد أثبتت الرغوة الحيوية المصنوعة من اللجنين أنها مرنة ومتينة كنظيراتها المصنوعة من المواد الاصطناعية بالإضافة إلى ذلك فإن العديد من الشركات أبدت اهتماما بتطوير نسخة صديقة للبيئة من البولي يوريثان.
جدير بالذكر أن البلاستيك القائم على النفط يتحلل على مدى مئات السنين ويصعب إعادة تدويره مع العلم أن أقل من 20% من النفايات البلاستيكية تتم إعادة تدويرها أما البولي يوريثان العادي (البتروكيميائي) فيتحلل خلال فترة ما بين 100 إلى 1000 سنة وفي الظروف الطبيعية لا يتحلل تقريبا وعند حرقه يطلق مواد سامة وفي المقابل فإن البولي يوريثان الذي يضاف إليه اللجنين سيتحلل في غضون بضعة عقود.
وزير البريد: خطوات جديدة نحو التحول الرقمي في الجزائر