إنشاء جزيء حي غير موجود في الطبيعة بواسطة شبكة عصبية!

قام نموذج من الذكاء الاصطناعي بمحاكاة 500 مليون سنة من التطور الجزيئي من أجل إنشاء شفرة لبروتين غير معروف سابقا، فقد ذكرت صحيفة Live Science إن العلماء يعتقدون أن هذا البروتين المتوهج الجديد المشابه لتلك الموجودة في قناديل البحر والشعاب المرجانية، يمكن أن يساعد في تطوير أدوية جديدة.
يذكر أن البروتينات هي أحد المكونات الأساسية للحياة، وتقوم بوظائف مختلفة في الجسم مثل بناء العضلات ومكافحة الأمراض. وتتكون البروتينات من سلاسل من الجزيئات تسمى الأحماض الأمينية، والتي يتم تحديد تسلسلها بواسطة الجينات. ولكي تتمكن الشبكة العصبية ESM3 من فهم البروتينات زودها الباحثون بمعلومات حول الخصائص الرئيسية للبروتينات، مثل التسلسل الأميني، والهيكل، والوظيفة على شكل سلسلة من الأحرف.
والجزيء الذي تتم محاكاته والذي أُطلق عليه اسم esmGFP، موجود فقط على شكل كود حاسوبي، ولكنه يحتوي على مخطط لنوع غير معروف سابقا من البروتين الفلوري الأخضر. أما التسلسل الذي يحدد esmGFP يشبه بنسبة 58% فقط أقرب بروتين فلوري معروف، وهو نوع موجود في شقائق نعمان البحر Entacmaea quadricolor. وفيما يتعلق بالجزء المتبقي من التسلسل فهو فريد، وكان سيحتاج إلى 96 طفرة جينية مختلفة للظهور بشكل طبيعي، وهو ما كان سيستغرق أكثر من 500 مليون سنة.
تم كشف esmGFP ونموذج الذكاء الاصطناعي ESM3 الذي أنشأه من قبل الباحثين من شركة EvolutionaryScale، إذ تقوم الشبكة العصبية ESM3 بملء الفراغات في الشفرة غير المكتملة التي يقدمها الباحثون، من خلال "تصفح" سريع لمسارات وخيارات ومراحل مختلفة.
وأوضح أليكس ريفز الباحث المشارك في الدراسة وأحد مؤسسي شركة EvolutionaryScale: "لقد اكتشفنا أن ESM3 يتقن أساسيات علم الأحياء ويمكنه توليد بروتينات وظيفية خارج النطاق الذي استكشفه التطور".
كذلك قام الفريق البحثي بتدريب ESM3 على بيانات واردة من 2.78 مليار بروتين موجودة في الطبيعة، ثم قام الباحثون بإخفاء أجزاء من البروتين بشكل عشوائي، وقامت ESM3 بملء الفراغات بناء على المعرفة التي اكتسبتها.
فيما علقت تيفاني تايلور عالمة الأحياء التطورية في جامعة "باث" على الدراسة قائلة:"ستسمح نماذج الذكاء الاصطناعي، مثل ESM3 بإحداث طفرة في هندسة البروتينات. ومع ذلك، فإن محاولات محاكاة 500 مليون سنة من التطور تركز على بروتينات فردية ولا تأخذ في الاعتبار المراحل العديدة للانتقاء الطبيعي التي تُنشئ الحياة في النهاية. وإن هندسة البروتينات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي مثيرة للاهتمام، لكنني لا أستطيع التخلص من الشعور بأننا قد نكون واثقين أكثر من اللازم عندما نفترض أننا قادرون على التفوق على العمليات المعقدة التي صقلتها ملايين السنين من الانتقاء الطبيعي".

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الأنباء العراقية

٠٢-٠٥-٢٠٢٥

• الأنباء العراقية

دراسة تكشف آلية تحايل فيروس الإنفلونزا على جهاز المناعة

متابعة ـ واع كشف باحثون في جامعة غوتنبرغ السويدية، عن آلية جديدة ومثيرة للقلق يستخدمها فيروس الإنفلونزا من النوع (A) للتحايل على جهاز المناعة البشري. وتوضح الدراسة "كيف يختطف الفيروس أحد البروتينات المسؤولة عن تنظيم الجينات ويحوله إلى سلاح ضد الجسم، حيث تبين أن الفيروس تمكن من إعادة توجيه بروتين AGO2 الذي يلعب دورًا أساسيًا في نظام "تداخل الحمض النووي الريبي" (RNAi) من خارج النواة إلى داخلها، وبمجرد دخوله النواة، يعمل هذا البروتين على إسكات الجينات المسؤولة عن إنتاج الإنترفيرونات من النوع الأول، وهي جزيئات إنذار حيوية تنبه الخلايا المجاورة لوجود عدوى وتقوي دفاعات الجسم". وتصف أحد كبار مؤلفي الدراسة عائشة سارشاد، "هذا الاكتشاف بأنه "مفاجئ للغاية"، حيث إن الفيروس استهدف نظامًا أساسيًا ومنظمًا بدقة في الخلية، وحتى أنه نجح في توظيفه في مكان غير معتاد له (داخل النواة)". وتمت معظم التجارب المعملية بواسطة الباحث هسيانغ - تشي هوانغ الذي" أظهر كيف يتبع البروتين AGO2 مثبط الورم p53 إلى داخل النواة لتعطيل جينات الإنذار المناعي". وفي تطور واعد، اختبر الباحثون عقار "أكسيد الزرنيخ الثلاثي" (ATO) - المعتمد أصلا لعلاج نوع من سرطانات الدم - ووجدوا أنه يعزز إنتاج الإنترفيرونات ويقلل من كمية الفيروس في رئتي الفئران المصابة".

الأنباء العراقية

٢٩-٠٤-٢٠٢٥

• الأنباء العراقية

علماء الفلك يحلون سر أضخم تراكم مجري في الكون

متابعة - واع حقق علماء الفلك اكتشافا ثوريا يحل أحد الألغاز الكونية، حيث تبين أن "سور هرقل-الإكليل الشمالي العظيم" (أضخم تراكم مجري معروف في الكون) هو أكبر وأقرب إلى الأرض مما كان يُعتقد سابقا. ونُشرت النتائج الأولية للدراسة على موقع Live Science. يذكر أن "سور هرقل" يتكون من مجموعات هائلة من المجرات تشكل "خيوطا" في الشبكة الكونية، ويمتد عبر مناطق من السماء بين كوكبة العواء (Boötes) وكوكبة التوأمين (Gemini)، وسُمي بهذا الاسم من قِبَل عالم الفلك الفلبيني الهاوي جوندريك فالديز. كان يُعتقد سابقا أن طوله 10 مليارات سنة ضوئية، وارتفاعه 7.2 مليار سنة ضوئية، وسماكته مليار سنة ضوئية. لكن البيانات الجديدة تشير إلى أن أجزاء منه أقرب إلينا مما نعتقد. ولو اصطفت مجرات بحجم درب التبانة بطوله لاحتاج الأمر إلى 94000 مجرة، ويُغطي هذا الهيكل 10% من الكون المرئي، بينما مجرة درب التبانة هي جزء من هيكل أصغر حجما بكثير يُسمى "لانياكيا". واستخدم العلماء في الدراسة انفجارات أشعة غاما (GRBs)، وهي: انفجارات طويلة ناتجة عن انهيار النجوم العملاقة وانفجارات قصيرة ناتجة عن تصادم نجوم نيوترونية. وهذه الانفجارات ساطعة جدا، مما يجعلها علامات مثالية لتحديد مواقع المجرات البعيدة. ويشكك هذا الاكتشاف في "المبدأ الكوني" الذي يفترض أن الكون متجانس ومتماثل في المقاييس الكبيرة. أما وجود هياكل ضخمة غير منتظمة، مثل هذا السور يدفع العلماء لإعادة التفكير في فهمنا للكون. وقال الباحث جون هاكيلا من جامعة ألاباما إن "أكثر ما يثير الاهتمام هو أن الأجزاء الأقرب من هذا الهيكل المجري الضخم تبعد عنا مسافة أقل مما كنا نعتقد."

شفق نيوز

١٦-٠٣-٢٠٢٥

• شفق نيوز

الأول من نوعه .. اكتشاف فيروس كورونا جديد لدى الخفافيش في البرازيل

شفق نيوز/ اكتشف فريق من الباحثين في البرازيل، بالتعاون مع جامعة هونغ كونغ (HKU)، فيروس كورونا جديدا لدى الخفافيش، وهو الأول من نوعه في أمريكا الجنوبية. يتمتع هذا الفيروس بتشابه وراثي كبير مع الفيروس المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية (MERS-CoV)، ما يثير تساؤلات حول قدرته المحتملة على إصابة البشر. وأفادت برونا ستيفاني سيلفريو، المعدة الرئيسية للدراسة، بأن الفريق رصد أجزاء من البروتين الشائك الخاص بالفيروس، وهو العنصر المسؤول عن ارتباطه بالخلايا الحية. وأوضحت: "لسنا متأكدين بعد من إمكانية إصابة هذا الفيروس للبشر، لكن تفاعله المحتمل مع المستقبلات المستخدمة من قبل MERS-CoV يستدعي مزيدا من البحث. سنجري تجارب في هونغ كونغ خلال العام الجاري لتوضيح هذه المسألة". وفي الدراسة، جمع مختبر الصحة المركزي (LACEN) في ولاية سيارا عينات من 16 خفاشا، حيث تم تحديد 7 فيروسات كورونا في 5 منها. وكشفت الدراسة عن تنوع جيني واسع في الفيروسات المكتشفة، حيث تعود هذه الخفافيش إلى نوعين مختلفين: مولوسوس مولوسوس (آكل للحشرات) وأرتيبوس ليتوراتوس (آكل للفاكهة). وأكد ريكاردو دورايس-كارفالو، المعد المشارك في الدراسة والأستاذ في جامعة UNIFESP، على أهمية مراقبة الخفافيش باعتبارها مستودعات طبيعية للفيروسات، مشيرا إلى أن المراقبة المستمرة تساعد في تحديد الفيروسات المنتشرة وتقييم مخاطر انتقالها إلى الحيوانات الأخرى أو البشر. وعند تحليل التسلسل الجيني، وجد الباحثون أن الفيروس الجديد المكتشف يتشابه بنسبة 71.9% مع جينوم MERS-CoV، في حين أن البروتين الشائك الخاص به يتطابق بنسبة 71.74% مع نظيره في فيروس MERS-CoV المعزول من البشر في السعودية عام 2015. ولمعرفة ما إذا كان الفيروس قادرا على إصابة البشر، سيتم إجراء تجارب في مختبرات عالية الأمان البيولوجي بجامعة هونغ كونغ عام 2025. وفي دراسة سابقة للفريق ذاته، تم رصد فيروس "جيميكيبي-2" لدى أحد خفافيش مولوسوس مولوسوس، وهو فيروس يشبه فيروس "جيميكيبي" الذي اكتُشف في السائل النخاعي البشري وعينات من بنوك الدم. وأشارت دراسات أخرى إلى ارتباط هذا الفيروس بحالات مرضية مثل: فيروس نقص المناعة البشرية وتسمم الدم مجهول السبب والتهاب التامور المتكرر والتهاب الدماغ غير المبرر. وأوضح الباحثون أن نقص التسلسلات الفيروسية في قواعد البيانات أعاق تحليل الفيروسات بعمق، إلا أن هذا الاكتشاف يعد خطوة مهمة في دراسة الفيروسات غير المعروفة وتأثيرها المحتمل على الصحة البشرية. وأكد دورايس-كارفالو على ضرورة تطوير نظام أكثر تكاملا لتحليل الفيروسات، حيث شدد على أهمية توحيد البيانات بين المؤسسات البحثية والأنظمة الصحية لمساعدتها في رصد الأوبئة والوقاية منها قبل انتشارها. يذكر أن فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية اكتُشف لأول مرة عام 2012 في السعودية. وفي المجمل، أبلغت 27 دولة عن حالات منذ عام 2012، ما أدى إلى 858 حالة وفاة معروفة بسبب العدوى والمضاعفات المرتبطة بها. ونشرت الدراسة مجلة علم الفيروسات الطبية (JMV).