कम्प्यूटेशनल जीव विज्ञान में कृत्रिम बुद्धिमत्ता
कम्प्यूटेशनल जीव विज्ञान के क्षेत्र में कृत्रिम बुद्धिमत्ता महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ रही है, जिसका प्रमाण स्टैनफोर्ड और आर्क इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं द्वारा हाल ही में विश्व का पहला पूर्णतः एआई-जनित जीनोम का निर्माण है।
AI-जनित जीनोम में सफलता
- शोधकर्ताओं ने AI का उपयोग करके एक नया वायरस विकसित किया है जो बैक्टीरिया को संक्रमित कर सकता है और मार सकता है।
- व्यक्तिगत प्रोटीनों के डिजाइन जैसी पूर्व उपलब्धियों के विपरीत, संपूर्ण जीनोम के निर्माण में वृद्धि और अस्तित्व के लिए आवश्यक जीनों और नियामक स्विचों के बीच जटिल अंतःक्रियाएं शामिल होती हैं।
- यह उपलब्धि प्रतिकृति और विकासात्मक अनुकूलता के लिए संतुलन बनाए रखते हुए, अनेक परस्पर क्रियाशील जीनों को व्यवस्थित करने की चुनौती का समाधान करती है।
केस स्टडी: बैक्टीरियोफेज ΦX174
- इस परियोजना के लिए बैक्टीरियोफेज ΦX174 को इसकी जटिल जीनोम संरचना के कारण चुना गया, जिसमें 5,386 DNA अक्षर और 11 अतिव्यापी जीन शामिल हैं।
- यह वायरस 1977 में पूर्णतः अनुक्रमित पहला जीनोम था, 2003 में संश्लेषित किया गया था, तथा अब, AI द्वारा डिजाइन किया गया पहला वायरस है।
AI प्रशिक्षण और जीनोम निर्माण प्रक्रिया
- AI को इवो नामक जीनोमिक भाषा मॉडल का उपयोग करके प्रशिक्षित किया गया था, जिसे वायरस के परिवार के हजारों जीनोम पर परिष्कृत किया गया था।
- AI ने हजारों संभावित जीनोम तैयार किए, इसके बाद गुणवत्ता जांच और प्रयोगशाला परीक्षणों के माध्यम से कस्टम सॉफ्टवेयर का उपयोग किया गया, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सभी प्रमुख जीन और आवश्यक प्रोटीन मौजूद हैं।
- AI द्वारा डिजाइन किए गए जीनोम से 16 नए कार्यात्मक वायरस उभरे हैं, जिनमें प्रकृति में पहले कभी नहीं देखे गए अनेक उत्परिवर्तन हैं।
- उल्लेखनीय रूप से, एक डिजाइन ने एक दूर के रिश्तेदार से प्रोटीन उधार लिया, जो सफलतापूर्वक वायरस के खोल में फिट हो गया, जैसा कि क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा पुष्टि की गई।
AI-जनित वायरस का महत्व
- AI को 2 मिलियन अलग-अलग वायरस पर प्रशिक्षित किया गया, जिससे 302 प्रयासों में 16 कार्यात्मक वायरस उत्पन्न हुए।
- AI वायरस ने 392 अद्वितीय उत्परिवर्तन प्रदर्शित किये, जिनमें पहले असफल संयोजन भी शामिल थे।
- जब बैक्टीरिया ने प्राकृतिक वायरसों के प्रति प्रतिरोध विकसित कर लिया, तो AI द्वारा डिजाइन किए गए वायरस तेजी से प्रतिरक्षा पर काबू पाने में सक्षम हो गए।
- यह उपलब्धि जैव प्रौद्योगिकी में एक नए चरण का प्रतीक है, जो DNA अनुक्रमण और संश्लेषण से जीनोम डिजाइनिंग की ओर संक्रमण कर रहा है।
- AI में प्रगति वैज्ञानिक खोजों और सफलताओं को गति देने में इसकी क्षमता पर जोर देती है, तथा जैव प्रौद्योगिकी में AI की व्यापक क्षमताओं को प्रदर्शित करती है।
