تقنية جديدة تستخدم الذكاء الاصطناعي في تعديل الجينات "دون أخطاء"
تعتمد التقنية على أداة تحمل اسم "بيثيا" صُممت للتنبؤ بكيفية إصلاح الخلايا لحمضها النووي بعد قطعه باستخدام أدوات مثل "كريسبر كاس 9" وهو ما يقلل من الأخطاء الجينية غير المقصودة ويحافظ على سلامة الجينوم.
ويقول الباحث الرئيسي، توماس نيرت، الذي ابتكر هذه التقنية في جامعة زيورخ، ويعمل حالياً في جامعة جينت البلجيكية: "قمنا بتطوير قوالب صغيرة لإصلاح الحمض النووي تعمل كـ"غراء جزيئي" لتوجيه الخلية نحو تعديل جيني دقيق.
وتعمل "بيثيا" بتكامل متقن مع تقنيات التعديل الجيني مثل "تقنية كريسبر" عبر آلية دقيقة وذكية لتوجيه الخلايا نحو إصلاحات جينية محددة. فعند استخدام "كريسبر" لقصّ شريط الحمض النووي، تترك هذه العملية "جروحا" تتطلب إصلاحاً من قبل الخلية، وعادة ما تتبع الأنماط الطبيعية للإصلاح؛ لكنها قد تؤدي إلى أخطاء جينية غير مقصودة.
وبحسب الدراسة المنشورة في دورية نيتشر بايوتكنولوجي، فإن دور "بيثيا"، يتمثل في استخدام نماذج تعلم عميق للتنبؤ بكيفية إصلاح الخلية لهذا القطع، استناداً إلى آلاف البيانات السابقة، وتقدّر بدقة "القوالب الجزيئية" الأنسب التي ترشد الخلية نحو إدخال التغيير المرغوب دون إحداث ضرر عرضي.
وصمم الفريق البحثي، سلاسل قصيرة من قواعد الحمض النووي، تُعرف بـ أذرع إصلاح مكرّرة ثلاثية القواعد تستخدم كـ "غراء جزيئي"، إذ تُدرج عبر "كريسبر" كقوالب توجيه، فتوجه الخلية نحو دمج الـDNA الجديد، أو التعديل الدقيق بدقة، دون التسبب في تلف النطاق المحيط أو جينات أخرى.
اختُبرت هذه القوالب المصممة بالذكاء الاصطناعي، على خلايا بشرية في المختبر، إذ أثبتت قدرتها على إدخال تعديلات جينية دقيقة ودمج جينات كاملة بكفاءة عالية. كما تم التحقق من فعاليتها على كائنات حية، منها الضفادع المستخدمة في الأبحاث الطبية، وفي فئران أُجريت فيها تعديلات على الحمض النووي لخلايا الدماغ بنجاح.
ويشير الباحث الرئيسي في الدراسة، توماس نيرت، إلى أن إصلاح الحمض النووي، يتبع أنماطاً متوقعة وليست عشوائية، وهو ما تستغله "بيثيا" لصالح الباحثين، حيث تمكن الفريق البحثي من محاكاة ملايين الاحتمالات لنتائج التعديل الجيني باستخدام التعلم الآلي، سعياً لإيجاد الطريقة الأكثر كفاءة لإحداث تعديل صغير محدد في الجينوم، وفقاً لآلية إصلاح الخلية المتوقعة.
ولا تقتصر فائدة التقنية على تغيير أحرف فردية في الشيفرة الجينية، أو دمج جينات خارجية، بل يمكنها أيضاً وسم بروتينات معينة بصبغات فلورية، ما يتيح مراقبة سلوكها في الأنسجة السليمة والمريضة. وتتميز الطريقة بقدرتها على العمل بكفاءة حتى في الأنسجة التي لا تنقسم خلاياها، مثل الدماغ.
سُميت الأداة "بيثيا" تيمناً بالكاهنة العليا في معبد "أبولو دلفي" اليوناني القديم، التي اشتهرت، وفق الأساطير اليونانية، بالتنبؤ بالمستقبل. ويشبّه المؤلف المشارك في الدراسة، سورين لينكامب، الأستاذ في معهد التشريح بجامعة زيورخ، دور "بيثيا" بعمل خبراء الأرصاد الجوية، قائلاً: "كما يستخدم خبراء الطقس الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالأحوال الجوية، نحن نستخدمه للتنبؤ بكيفية استجابة الخلايا للتدخلات الجينية. هذه القدرة التنبؤية أساسية لجعل التعديل الجيني آمناً وموثوقا وقابلا للتطبيق سريريا".
كيف تعمل تقنية كريسبر؟
التعرف على تسلسل الحمض النووي المستهدف
يُصمَّم جزيء من الحمض النووي الريبي الموجه (gRNA) ليطابق تسلسلاً محدداً في الجين المطلوب تعديله.
ارتباط الجزيء الموجه بإنزيم "كاس 9"
يرتبط جزيءgRNA بإنزيم "كاس 9"، مكوّناً مركباً قادراً على البحث عن الموقع المستهدف في الحمض النووي.
البحث عن الموقع المستهدف في الجينوم
يتحرك مركب "كاس 9" و gRNA داخل الخلية لييبحث عن تسلسل الحمض النووي المطابق، مع التأكد من وجود إشارة PAM بجوار الموقع.
قطع الحمض النووي
عند العثور على التسلسل الصحيح، يقوم إنزيم "كاس 9" بعمل قطع مزدوج الشريط في الحمض النووي.
استجابة إصلاح الحمض النووي في الخلية
تبدأ الخلية بمحاولة إصلاح القطع باستخدام آليتين:
الإصلاح غير الموجه: ينتج غالباً طفرات عشوائية لتعطيل الجين.
الإصلاح الموجه : يستخدم قالب DNA جديد لإدخال تعديلات دقيقة أو استبدال الجين.
· الحصول على التعديل الجيني المطلوب
بعد الإصلاح، يكون الجين قد تم تعطيله أو تعديله حسب الهدف البحثي أو العلاجي
وتحول تلك اللأداة عملية التعديل الجيني من كونها عملية تخمينية إلى عملية قابلة للتنبؤ، تبدأ بقطع الحمض النووي بواسطة "كريسبر" ثم يقدر الذكاء الاصطناعي قالب الإصلاح الأمثل ويدخله، ليتم إصلاح الجينوم بدقة؛ ما يعزز السلامة والفعالية في تحرير الجينات، ما يجعلها خطوة أساسية نحو علاجات جينية أكثر دقة وأقل مخاطرة.
ويعتبر المؤلف المشارك في الدراسة، سورين لينكامب، أن أهمية العمل "لا تكمن في الأداة نفسها فحسب، بل في الإمكانات التي تفتحها، إذ تجمع بين التنبؤ واسع النطاق بالذكاء الاصطناعي والتجارب البيولوجية من الخلايا المزروعة إلى الكائنات الحية الكاملة، وهو ما يخلق فرصاً جديدة لفهم الأمراض الجينية وتطوير علاجات دقيقة، بما في ذلك أمراض الجهاز العصبي، بفعالية وأمان أكبر".
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
العربية
منذ ساعة واحدة
- العربية
الذكاء الاصطناعي وتغليب القيم المادية على الإبداع
في ظل الحديث المتزايد اليوم عن تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي وتطبيقاته المتنوعة، والنقاشات المتعددة التي نخوضها كل يوم لسبر أسرار هذه التكنولوجيا، فقد دار حوار مع الصديق الأستاذ مهند سليمان، المحاضر في هذا المجال، لمناقشته والاستئناس برأيه الذي أثق به، خاصة في استخدامات هذه التقنية في المجالات الإبداعية على وجه الخصوص، ولكي يؤكد لي ما توصلت إليه من تصورات، وكان نقاشًا مثريًا، خاصة أنه أضاف لي معلومات فتحت لي جوانب أخرى يتفرّع إليها الموضوع. وحيث بدا من الواضح أن الذكاء الاصطناعي يغزو تفاصيل كثيرة في حياتنا اليومية من خلال استخداماته في مختلف المجالات، وأسفر عن ذلك أن أصبحت هذه التكنولوجيا واقعًا مفروضًا، وكذا الحال عندما فرضت تكنولوجيات سابقة نفسها منذ اختراع الهاتف الأرضي إلى الراديو إلى التلفزيون والعصر الفضائي، وإلى الانترنت ومن ثم الهواتف التقليدية والذكية، حتى وسائل التواصل الاجتماعي. رغم ما قوبلت به هذه الاختراعات في بداياتها من تخوف وتوجس لدى بعض الشعوب، والسعي منها للرفض والمقاومة، لكنها، ومع مرور الوقت، أثبتت فائدتها وأصبحت جزءًا لا يتجزأ من حياتنا. وينطبق هذا الأمر اليوم على تطبيقات الذكاء الاصطناعي. وليس هذا الطرح بجديد، فالغالبية من الناس والحكومات تدرك تمامًا أن هذه التكنولوجيا ستعيد أو ستسهم في تشكيل العالم، وسوف تؤثر على سلوكيات البشر اليومية، بل وربما تمس بعض القيم لديهم. من هنا، تبرز أهمية ضبط هذه التقنية والتحكم فيها، حتى لا تتحول إلى قوة منفلتة تخرج عن السيطرة. ومع توغل تقنيات الذكاء الاصطناعي في جميع مناحي الحياة - من الاقتصاد والتعليم إلى الحياة اليومية - فإن أثره أصبح ظاهرًا أيضًا في المجالات الإبداعية مثل: الموسيقى، والفن التشكيلي، والكتابة بأنواعها، وإنتاج الأفلام وغيرها. ويرى بعض الخبراء والمتحمسين لهذه التكنولوجيا أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكون أداة قوية لدعم المبدعين، من خلال مساعدتهم على توليد أفكار أولية تساعد على تسهيل عملية الإبداع وتوفير الوقت والجهد وربما الموازنات. وهذا بدوره قد يؤدي إلى زيادة في الإنتاج الفني والإبداعي ومن ثم العوائد المالية وسهولة تنميتها، والتي أصبحت هذه العوائد ومع الأسف الشديد هي المعيار لتقييم الأفراد. ومن هنا فإن انتشار هذه التقنية بهذه الطريقة في المجالات الإبداعية يثير إشكالية حقيقية، تتمثل في قدرة غير الموهوبين على إنتاج أعمال منافسة لأصحاب التخصص والموهوبين في المجالات الإبداعية من خلال أدوات الذكاء الاصطناعي، ما يؤدي إلى تشابه الأعمال وفقدانها لفرادتها الإبداعية، ومن ناحية أخرى تراجع قيمة الشعور والتميّز الذي كان يرافق المبدعين الحقيقيين بعد إنجازهم لأعمالهم الإبداعية. ويطرح هذا الوضع سؤالاً مهمًا: كيف تؤثر هذه الظاهرة في القيم الأخلاقية لدى المبدعين؟ عندما يصبح تركيز المبدع على كثرة الإنتاج وبالتالي تحوّل الأعمال الإبداعية إلى سلع استهلاكية خاضعة لمعايير السوق، من خلال تحكّم خوارزميات تعتمد على أذواق العامة. هنا قد تفقد هذه الأعمال جانبها الإنساني والوجداني، خاصة وأنه من أهم أدوات التفكير والعمل الإبداعي الجرأة والتفكير النقدي الذي سيفتقر له بسبب الآلات والتقنية الجامدة، وأيضًا ستفتقر الأعمال الإبداعية من الذوق والتقدير الشخصي للمبدع، وبالتالي تتراجع الدراسات والنقاشات النقدية لهذه الأعمال والتي بكل تأكيد هي عملية تسهم في تطور الأعمال الإبداعية، وهي عناصر جوهرية في أي عمل إبداعي حقيقي. ومتى ما قلَّت الجوانب الإنسانية والوجدانية في الأعمال الإبداعية، وأصبح تركيز المبدع على كثرة الإنتاج من خلال تلك الآلات بهدف جني أكبر للمال، سيؤدي ذلك بلا شك أو إلى حد كبير إلى تركيز المتلقي أو الزبون الإبداعي في تقييمه للمبدعين على مبدأ كثرة أنتاج هذا المبدع وما يجنيه من وراء تلك الأعمال، ما يؤدي إلى تكريس النزعة المادية وتسللها إلى أخلاقيات وإنسانية العلاقة بين المبدعين وزبائنهم أو المتلقين أيًا كانوا. وعلى المستوى الشخصي، وبالرغم من أنني أعتبر من الشخصيات الحذرة جدًا والمترددة في استخدام التكنولوجيا وتطبيقاتها المتعددة، وبعد أن كنت استعين بأصدقاء أثق بهم لقراءة ما أكتب وأبداء الملاحظات خاصة من ناحية وضوح الفكرة، والتصحيح اللغوي، وفي كثير من الأحيان يشعرني ذلك بالإحراج، بسبب انشغالاتهم أو عدم توافر الوقت في ظل عجلتي للحصول على الرأي، فقد وجدت ضالتي في استخدام تطبيق «ChatGPT» لمراجعة وتصحيح ما أكتب، وأراه أداة فعَّالة في هذا السياق. ولا أعتقد أن استخدامه في هذا الإطار يفقد الكاتب مهنيته، بل يمكن أن يعزز من جودة عمله أو نصه، مع الحفاظ على فكرته الأصيلة. وبالمناسبة، وفي معرض كتابتي لهذه المقالة، تناقشت مع محرك «ChatGPT» في حوار شبه مطول معه، وعَرَضَ عليَّ كتابة مقالة في هذا الشأن، وللأمانة فقد قدم لي مقالة مكتملة ربما تفوقت على هذه المقالة، وأنقل لكم فقط ما خلص إليه هذا المحرك الذكي بعد جدال محتدم معه في موضوعنا هذا: «الذكاء الاصطناعي قد يكون محركًا عظيمًا للإبداع، ولكنه يحمل في طياته خطرًا صامتًا: أن يغري الإنسان بالإنتاج على حساب المعنى، وبالربح على حساب القيم، ولذلك، فإن مستقبل الإبداع لا يتوقف على تقدم الذكاء الاصطناعي، بل على ثبات الإنسان على أصالته وهو يبدع».
عكاظ
منذ 2 ساعات
- عكاظ
تقنيات ذكية تقلّص استهلاك المياه 75% وتضاعف الإنتاج
في خطوة رائدة نحو تحقيق الأمن الغذائي وتعزيز الاستدامة البيئية، كشف تقرير الاستدامة في قطاع الاتصالات والفضاء والتقنية 2025، عن مشروع بيت زراعي مدعوم بالذكاء الاصطناعي في شمال غرب المملكة ضمن نطاق مشروع نيوم. يهدف المشروع إلى مواجهة تحديات إنتاج الغذاء في البيئات الجافة وتقليل الاعتماد على الموارد الطبيعية، عبر تبني ممارسات زراعية متطورة تعتمد على البيانات والتقنيات الذكية. ويمتد البيت الزراعي على مساحة 4 هكتارات، ويتوقع أن يصل إنتاجه السنوي عند اكتمال التشغيل إلى 4000 طن من الفواكه والخضروات، مع قدرة تشغيلية مرنة تحافظ على أعلى مستويات الكفاءة. ويستند المشروع إلى نماذج تنبؤية مدعومة بالذكاء الاصطناعي تشمل تقنيات التنظيف، والتبريد، والتحكم في الإشعاع، لضمان بيئة إنتاجية مثالية على مدار العام. وتشير بيانات التقرير إلى أن المشروع حقق قفزة نوعية في ترشيد استهلاك المياه، إذ انخفض معدل الاستهلاك من 60 لتراً لكل كيلوغرام من الطماطم في الزراعة المكشوفة إلى 15 لتراً فقط، ما يعكس أثراً مباشراً على استدامة الموارد المائية في المنطقة. كما يسهم في إنتاج نحو 2000 طن متري سنوياً من الفواكه والخضروات، مما يعزز وفرة المنتجات الطازجة محلياً ويقلل الاعتماد على الواردات. ويتماشى هذا المشروع مع مستهدفات رؤية السعودية 2030 وأهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة، لاسيما في محاور الاستهلاك والإنتاج المسؤول، والعمل المناخي، ليشكل نموذجاً يحتذى به في دمج الابتكار التكنولوجي مع الزراعة الحديثة، ويعكس التزام المملكة بتعزيز الأمن الغذائي عبر حلول مبتكرة ومستدامة. أخبار ذات صلة
العربية
منذ 8 ساعات
- العربية
سيناتور أميركي يفتح تحقيقًا بشأن سياسات "ميتا" للذكاء الاصطناعي
أطلق السيناتور الأميركي جوش هاولي، يوم الجمعة، تحقيقًا في سياسات الذكاء الاصطناعي لشركة ميتا، الشركة الأم لفيسبوك، مطالبًا بوثائق تتعلق بقواعد سمحت لروبوتات الدردشة المدعومة بالذكاء الاصطناعي التابعة للشركة بإشراك الأطفال "في محادثات رومانسية أو حسية". وأعرب كل من الديمقراطيين والجمهوريين في الكونغرس عن قلقهم إزاء القواعد الواردة في وثيقة داخلية لشركة ميتا، نشرتها "رويترز" لأول مرة يوم الخميس. زوايا تقنية ميتا سيناتوران أميركيان يطالبان بالتحقيق مع "ميتا" بعد انكشاف سياستها للذكاء الاصطناعي وقال هاولي: "نعتزم معرفة من وافق على هذه السياسات، ومدة سريانها، وما فعلته ميتا لوقف استمرار هذا السلوك"، بحسب "رويترز". ورفضت "ميتا" التعليق على رسالة هاولي يوم الجمعة. وكانت الشركة قالت قبلها إن "الأمثلة والملاحظات المذكورة كانت وما زالت خاطئة وغير متوافقة مع سياساتنا، وقد تم حذفها". وبالإضافة إلى الوثائق التي توضح هذه التغييرات ومن صادق عليها، طلب هاولي الحصول على مسودات سابقة لتلك السياسات، بالإضافة إلى تقارير داخلية حول المخاطر، بما في ذلك تقارير المخاطر المتعلقة بالقاصرين. ووفقًا لرسالة هاولي، يجب على "ميتا" أيضًا الإفصاح عما أبلغته للجهات التنظيمية بشأن تدابيرها الخاصة بالذكاء الاصطناعي التوليدي لحماية المستخدمين الصغار أو القيود المفروضة على النصائح الطبية. ولطالما انتقد هاولي شركات التكنولوجيا الكبرى. وقد عقد جلسة استماع في أبريل بشأن محاولات "ميتا" المزعومة للوصول إلى السوق الصينية، والتي أُشير إليها في كتاب للمديرة التنفيذية السابقة في فيسبوك، سارة وين ويليامز.
