پژوهشگران دانشگاه کلمبیا مدلی مبتنی بر هوش مصنوعی توسعه داده‌اند که می‌تواند فعالیت ژن‌ها را در سلول‌های انسانی پیش‌بینی کند. این مدل، به بخش ناشناخته‌ی ژنوم، که به «ماده‌ی تاریک» ژنومی معروف است، روشنایی می‌بخشد. این پیشرفت، که با استفاده از مدل هوش مصنوعی برای پیش‌بینی فعالیت ژن‌ها امکان‌پذیر شده، می‌تواند مطالعه‌ی بیماری‌هایی مانند سرطان و اختلالات ژنتیکی را از طریق آشکارسازی فرآیندهای زیستی پنهان متحول کند.
رمزگشایی رازهای سازوکارهای سلولی با هوش مصنوعی
دانشمندان کالج پزشکان و جراحان واگلوس دانشگاه کلمبیا از یک مدل هوش مصنوعی (AI) پیشرفته رونمایی کرده‌اند. این مدل می‌تواند فعالیت ژن‌ها در سلول‌های انسانی را با دقت بالایی پیش‌بینی کند. این دستاورد که در مجله‌ی Nature منتشر شده است، ظرفیت تبدیل زیست‌شناسی به یک علم پیش‌بینی‌کننده را دارد. همچنین، این مدل بینش‌های جدیدی در مورد بیماری‌هایی مانند سرطان، اختلالات ژنتیکی و موارد دیگر ارائه می‌دهد.
تحولی در زیست‌شناسی
روش‌های سنتی زیست‌شناسی در مشاهده‌ی عملکردها و واکنش‌های سلولی قوی هستند، اما در پیش‌بینی آنها ضعف دارند. سیستم جدید هوش مصنوعی (AI) با تحلیل داده‌های حجیم بیش از ۱.۳ میلیون سلول انسانی، این خلا را پر می‌کند. پژوهشگران این رویکرد را به مدل‌های زبانی مانند ChatGPT تشبیه می‌کنند. این مدل‌ها، قواعد دستوری را از داده‌های آموزشی خود استخراج کرده و آنها را در زمینه‌های جدید به کار می‌برند. این مدل هوش مصنوعی (AI)، «دستور زبان» بیان ژن را رمزگشایی می‌کند. به این ترتیب، پژوهشگران می‌توانند فعالیت سلولی را در هر دو حالت سلامت و بیماری پیش‌بینی کنند.
با آموزش این مدل بر روی داده‌های متنوع سلولی، مدل می‌تواند بیان ژن را در انواع سلول‌هایی که قبلاً ندیده است، به طور دقیق پیش‌بینی کند. نتایج این پیش‌بینی‌ها با مشاهدات تجربی همخوانی دارند. این امر نشان‌دهنده‌ی یک جهش بزرگ در درک رفتار سلولی و سازوکارهای بیماری است.
روشن ساختن سرطان خون کودکان
یکی از کاربردهای متقاعدکننده‌ی این مدل، توانایی آن در کشف سازوکارهای محرک سرطان خون کودکان است. پژوهشگران دریافتند که جهش‌های ارثی خاص، تعاملات بین عوامل رونویسی را که سرنوشت سلول‌های سرطانی خون را تعیین می‌کنند، مختل می‌سازند. آزمایش‌های آزمایشگاهی این پیش‌بینی‌ها را تأیید کردند. این نشان می‌دهد که چگونه هوش مصنوعی (AI) می‌تواند کشف سازوکارهای خاص بیماری را سرعت بخشد.
کاوش در «ماده‌ی تاریک» ژنومی
پیامدهای این کشف فراتر از مناطق ژنومی شناخته شده است. مدل هوش مصنوعی (AI) راهی جدید برای بررسی «ماده‌ی تاریک» ژنوم ارائه می‌دهد. ماده‌ی تاریک ژنوم، به نواحی وسیعی گفته می‌شود که پروتئین‌ها را کدگذاری نمی‌کنند، اما برای تنظیم سلولی حیاتی هستند. به عنوان مثال، بیشتر جهش‌های مرتبط با سرطان در این مناطق کمتر شناخته شده رخ می‌دهند. دانشمندان با استفاده از این سیستم هوش مصنوعی (AI) می‌توانند این جهش‌ها و تأثیر آنها بر پیشرفت بیماری را روشن کنند.
عصر جدید زیست‌شناسی پیش‌بینی‌کننده
این نوآوری، بخشی از یک روند گسترده‌تر به سمت زیست‌شناسی پیش‌بینی‌کننده است که توسط پیشرفت‌ها در هوش مصنوعی (AI) هدایت می‌شود. پژوهشگران کاربردهایی را از مطالعات سرطان گرفته تا درک سایر بیماری‌های پیچیده پیش‌بینی می‌کنند. دانشمندان با ارائه‌ی جهش‌های جدید به مدل هوش مصنوعی (AI)، می‌توانند بینش‌های بی‌سابقه‌ای در مورد چگونگی تأثیر این تغییرات بر عملکرد سلولی به دست آورند. این امر، درهای درمان‌های هدفمند و پزشکی شخصی‌سازی شده را باز می‌کند.
دکتر رائول رابدان، نویسنده‌ی اصلی این مطالعه، بر ماهیت متحول‌کننده‌ی این کار تأکید می‌کند: «این واقعاً عصر جدیدی در زیست‌شناسی است که بسیار هیجان‌انگیز است. زیست‌شناسی در حال تبدیل شدن به یک علم پیش‌بینی‌کننده است.»
با ادامه‌ی تکامل هوش مصنوعی (AI)، ادغام آن در پژوهش‌های زیستی نوید گشودن رازهایی را می‌دهد که زمانی غیرقابل نفوذ به نظر می‌رسیدند. این امر، راه را برای اکتشافات پیشگامانه و درمان‌های نوآورانه هموار می‌کند.
اگر به خواندن کامل این مطلب علاقه‌مندید، روی لینک مقابل کلیک کنید: scitechdaily
