تعرف على إيفو، نموذج الذكاء الاصطناعي الذي يمكنه التنبؤ بآثار الطفرات الجينية “بدقة لا مثيل لها”
طور العلماء نوعًا جديدًا من نماذج التعلم الآلي التي يمكنها فهم التعليمات الجينية وتصميمها.
يمكن للنموذج، الذي أُطلق عليه اسم إيفو، التنبؤ بآثار الطفرات الجينية وإنشاء تسلسلات جديدة للحمض النووي – على الرغم من أن تسلسلات الحمض النووي هذه لا تتطابق بشكل وثيق مع الحمض النووي للكائنات الحية.
ومع ذلك، مع مرور الوقت والتدريب، يمكن لإيفو والنماذج المماثلة أن تساعد العلماء على فهم وظائف تسلسلات الحمض النووي الريبي النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) المختلفة وتخفيف المرض، كما كتب الباحثون في دراسة جديدة نُشرت في 15 نوفمبر في المجلة. علوم.
إيفو هو نوع من الذكاء الاصطناعي نظام (AI) يسمى نموذج اللغة الكبير (LLM)، والذي يشبه نظام GPT-4 الخاص بـ OpenAI أو نظام Google تَوأَم. يقوم الباحثون والمطورون بتدريب طلاب ماجستير القانون على كميات هائلة من البيانات من الموارد المتاحة للجمهور، مثل الإنترنت، ويبحث طلاب ماجستير القانون عن أنماط مثل العبارات الشائعة أو هياكل الجملة النموذجية، باستخدام تلك الأنماط لتوفير الكلمات في جملة واحدة تلو الأخرى.
متعلق ب: يقول يوشوا بينجيو إن البشرية تواجه مستقبلًا “كارثيًا” إذا لم ننظم الذكاء الاصطناعي
على عكس ماجستير اللغة الأكثر شيوعًا، لم يتم تدريب إيفو على الكلمات. وبدلاً من ذلك، يتم تدريبه على جينومات ملايين الميكروبات، مثل العتائق والبكتيريا والفيروسات التي تصيبها، ولكن ليس الكائنات حقيقية النواة مثل النباتات والحيوانات. كل زوج أساسي – الوحدات الكيميائية الأساسية التي تشكل الحمض النووي – من تلك الجينومات يعمل بمثابة “كلمة” في النموذج. يقوم إيفو بعد ذلك بمقارنة تسلسلات الأزواج الأساسية مع مجموعة التدريب الخاصة به للتنبؤ بكيفية عمل شريط من الحمض النووي، أو لتوليد مادة وراثية جديدة.
وقد استخدمت نماذج أخرى بالفعل التعلم الآلي وحتى شهادات الماجستير في القانون لفحص المعلومات الوراثية. لكن حتى الآن اقتصرت هذه المهام على وظائف متخصصة أو أعاقتها التكلفة الحسابية العالية، كما كتب العلماء في الدراسة. وعلى النقيض من ذلك، يستخدم إيفو نموذجًا سريعًا وعالي الدقة لمعالجة سلاسل طويلة من المعلومات، مما يسمح له بتحليل الأنماط على نطاق الجينوم والتقاط معلومات حول التفاعلات واسعة النطاق التي قد تفوتها النماذج الأكثر تخصصًا.
اختبر المؤلفون إيفو في سلسلة من المهام. تنبأ إيفو بكيفية تأثير الطفرات الجينية على هياكل البروتين، وأداءها مماثل للنماذج المدربة خصيصًا لهذه المهمة. كما أنها أنتجت مجموعة واحدة من مكونات البروتين والحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تحمي من العدوى الفيروسية في الاختبارات المعملية.
حتى أن إيفو أنتج تسلسلات من الحمض النووي بحجم الجينوم بأكمله، لكن هذا الحمض النووي لن يبقي بالضرورة شيئًا ما على قيد الحياة. وكانت بعض التعليمات الجينية مشابهة للحمض النووي في الكائنات الحية الموجودة. وبدت صور أخرى متشابهة للوهلة الأولى، لكنها لم تكن منطقية عند الفحص الدقيق، على غرار صورة تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي لشخص لديه عدد كبير جدًا من الأصابع. على سبيل المثال، العديد من هياكل البروتين المشفرة في الحمض النووي الناتج عن إيفو لا تتطابق مع البروتينات الموجودة بشكل طبيعي.
وكتب الباحثون في الدراسة: “تمثل هذه العينات “صورة ضبابية” للجينوم الذي يحتوي على خصائص رئيسية ولكنه يفتقر إلى التفاصيل الدقيقة النموذجية للجينومات الطبيعية”.
كما أنهم قاموا أيضًا بتدريب إيفو على الجينومات الميكروبية فقط، لذا فإن التنبؤ بتأثيرات الطفرات الجينية البشرية لا يزال بعيدًا عن متناول أيديهم. وبشكل حاسم، أكد الفريق على الحاجة إلى إرشادات السلامة والأخلاق لمنع إساءة استخدام أدوات مثل Evo مع تحسن أدائها. وعلى وجه الخصوص، استبعد الفريق البيانات المتعلقة بالجينومات الفيروسية التي تنقل العدوى المضيفين حقيقية النواة.
وكتب الباحثون: “إن إجراء مناقشة استباقية تشمل المجتمع العلمي وخبراء الأمن وصانعي السياسات أمر ضروري لمنع سوء الاستخدام وتعزيز الاستراتيجيات الفعالة للتخفيف من التهديدات الحالية والناشئة”.
