تقدم الذكاء الصناعي علم الفيروسات: تم التعرف على 70,500 فيروس RNA جديد

نشرت دراسة جديدة يوم الجمعة في Nature تقريرًا يفيد بأن الباحثين قد استخدموا الذكاء الصناعي لتحديد 70,500 فيروس RNA جديد، العديد منها يعيش في بيئات قاسية مثل بحيرات الملح وفتحات التهوية الحرارية الأرضية.

تطبق هذه الأبحاث تقنية تسمى الميتاجينوميات، والتي تتيح للعلماء تحليل المواد الوراثية من النظم البيئية المتنوعة دون الحاجة إلى تنمية الفيروسات الفردية في المختبر.

الفيروسات هي كائنات صغيرة جداً يمكنها الإصابة بالحيوانات والنباتات والبكتيريا، لكن العديد منها لا يزال غير معروف. يوضح أرتيم بابايان، وهو عالم فيروسات حاسوبي في جامعة تورونتو، أن هناك لا يزال عدد لا يحصى من الفيروسات غير المكتشفة.

تشير المقالة إلى أن تحديد هذه الفيروسات مهم لأن بعضها قد يرتبط بالأمراض في البشر، مما يساعد في تسليط الضوء على الأمراض غير المفسرة.

لقد استخدمت الأبحاث السابقة أيضًا التعلم الآلي للعثور على فيروسات جديدة، ولكن هذه الدراسة تذهب أبعد من ذلك بتضمين الهياكل البروتينية المتوقعة في التحليل. النموذج الذكاء الاصطناعي المستخدم هنا يجمع بين بيانات تسلسل الجينات مع أداة تنبؤ بالبروتين تُسمى ESMFold، والتي تم تطويرها بواسطة Meta.

تأتي هذه الدراسة بعد فوز غوغل ديبمايند بجائزة نوبل مؤخرًا لأعمالها AlphaFold، التي أحرزت تقدمًا كبيرًا في تنبؤ هيكل البروتين.

إن العثور على فيروسات RNA الجديدة أمر حاسم لأن هذه الفيروسات تتغير بسرعة، مما يجعلها صعبة التعرف عليها. عادة ما يبحث الباحثون عن جزء معين من الشفرة الوراثية للفيروس يساعده على التكاثر، والمعروف بـ RNA-dependent RNA polymerase (RdRp). إذا كانت الشفرة الوراثية للفيروس الجديد مختلفة جداً عما هو معروف بالفعل، فقد يتم تجاهلها.

في الأعمال السابقة، قام بابايان وفريقه بدراسة 5.7 مليون عينة جينومية متاحة على الإنترنت، واكتشفوا ما يقرب من 132000 فيروس RNA جديد في عام 2022.

تقوم الدراسة الحالية بالبناء على ذلك من خلال استخدام نموذج يُطلق عليه اسم LucaProt، وهو مبني على بنية محوّلة مماثلة لما يستخدمه أدوات الذكاء الاصطناعي مثل ChatGPT. ساعد هذا النموذج الباحثين في العثور على حوالي 160,000 فيروس من الرنا، تقريبًا نصفها لم يتم توثيقه من قبل.

تكشف هذه الأبحاث مناطق جديدة من التنوع الفيروسي للرنا في البيئات القاسية. تشدد جاكي ماهار، عالمة الفيروسات التطورية في مركز CSIRO الأسترالي للتحضير للأمراض، على أن فهم هذه الفيروسات سيساعد الباحثين على معرفة المزيد عن أصولها وتطورها.

بالتوازي، أعلنت مايكروسوفت مؤخرًا عن الابتكارات ضمن منصتها الصحية، مشددة على دور الذكاء الاصطناعي في تقدم الرعاية الطبية. تسهل نماذج الذكاء الاصطناعي للرعاية الصحية التي طورتها الشركة الدمج والتحليل لمختلف أنواع البيانات، بما في ذلك الصور الطبية وعلم الجينات.

تقدم تطبيقات الذكاء الاصطناعي في علم الفيروسات طريقة لاستكشاف العدد الهائل من الفيروسات التي لم يتم دراستها بعد، مما قد يؤدي إلى العثور على نتائج مهمة لكل من الصحة العامة والعلوم البيئية.