كشف باحثون في شركة «غوغل ديب مايند» عن أحدث أدواتهم في مجال الذكاء الاصطناعي، مؤكدين أنها ستُسهم في مساعدة العلماء على تحديد العوامل الوراثية المسببة للأمراض، وهو ما قد يمهد في نهاية المطاف لتطوير علاجات جديدة، حسب ما نقلته صحيفة «الغارديان».
وتعمل الأداة الجديدة، المسماة «ألفا جينوم»، على التنبؤ بكيفية تأثير الطفرات الجينية على آلية تنظيم الجينات، بما في ذلك توقيت تفعيلها، وأنواع الخلايا التي تنشط فيها داخل الجسم، وكذلك ما إذا كانت مستويات التحكم البيولوجي مرتفعة أم منخفضة.
وترتبط غالبية الأمراض الوراثية الشائعة، مثل أمراض القلب واضطرابات المناعة الذاتية ومشكلات الصحة النفسية، بطفرات تؤثر على تنظيم الجينات، كما هو الحال في العديد من أنواع السرطان. إلا أن تحديد الخلل الجيني المسؤول عن هذه الحالات لا يزال يشكل تحدياً علمياً كبيراً.
وفي مؤتمر صحافي حول هذا العمل، قالت ناتاشا لاتيشيفا، الباحثة في «ديب مايند»: «نرى في ألفا جينوم أداةً لفهم وظائف العناصر المختلفة داخل الجينوم، ونأمل أن يُسرّع ذلك من تعميق فهمنا الأساسي لما يُعرف بشفرة الحياة».
ويتكون الجينوم البشري من نحو 3 مليارات زوج من الأحرف الوراثية -الجوانين، والثايمين، والسيتوزين، والأدينين- التي تُشكل شفرة الحمض النووي. ولا يُحدد سوى نحو 2 في المائة من الجينوم كيفية تصنيع البروتينات، وهي اللبنات الأساسية للحياة، في حين يتولى الجزء المتبقي تنسيق نشاط الجينات، من خلال حمل تعليمات دقيقة تُحدد مكان وزمان ودرجة تفعيل كل جين على حدة.
ودرّب الباحثون برنامج «ألفا جينوم» على قواعد بيانات عامة لعلم الوراثة لدى البشر والفئران، مما مكّنه من فهم الروابط بين الطفرات في أنسجة محددة وتأثيرها على تنظيم الجينات. ويستطيع هذا الذكاء الاصطناعي تحليل ما يصل إلى مليون حرف من شفرة الحمض النووي في الوقت نفسه، والتنبؤ بكيفية تأثير الطفرات على مختلف العمليات البيولوجية.
ويعتقد فريق «ديب مايند» أن هذه الأداة ستساعد العلماء على تحديد أي أجزاء الشفرة الوراثية تُعد الأكثر أهمية لتطور أنسجة بعينها، مثل الخلايا العصبية وخلايا الكبد، فضلاً عن تحديد الطفرات الأكثر تأثيراً في نشوء السرطان وأمراض أخرى. كما يمكن أن تُشكّل أساساً لتطوير علاجات جينية جديدة، عبر تمكين الباحثين من تصميم تسلسلات حمض نووي مبتكرة - على سبيل المثال، لتفعيل جين معين في الخلايا العصبية دون الخلايا العضلية.
وفي هذا السياق، قال كارل دي بوير، الباحث في جامعة كولومبيا البريطانية في كندا، والذي لم يشارك في هذا العمل: «يستطيع برنامج ألفا جينوم تحديد ما إذا كانت الطفرات تؤثر على تنظيم الجينوم، وأي الجينات تتأثر، وكيف يحدث ذلك، وفي أي أنواع من الخلايا. ومن ثم يمكن تطوير أدوية تستهدف هذه التأثيرات».
وأضاف: «الهدف النهائي هو امتلاك نماذج دقيقة للغاية إلى درجة لا نحتاج معها إلى إجراء تجارب إضافية لتأكيد تنبؤاتها. ورغم أن ألفا جينوم يمثل ابتكاراً مهماً، فإن الوصول إلى هذا الهدف يتطلب جهوداً مستمرة من المجتمع العلمي».
وقد بدأ بعض العلماء بالفعل في استخدام أداة «ألفا جينوم». وقال مارك منصور، الأستاذ السريري لأمراض الدم والأورام لدى الأطفال في جامعة كاليفورنيا بلوس أنجليس، إنها تمثل «نقلة نوعية» في أبحاثه المتعلقة باكتشاف المحفزات الجينية للسرطان.
من جانبه، قال غاريث هوكس، عالم الوراثة الإحصائية في جامعة إكستر: «يشكل الجينوم غير المشفر 98 في المائة من جينوم الإنسان، الذي يتكون من 3 مليارات زوج قاعدي. نحن نفهم نسبة الـ 2 في المائة المشفرة بشكل جيد نسبياً، لكن امتلاك أداة مثل ألفا جينوم القادرة على التنبؤ بوظائف الجزء المتبقي، البالغ 2.94 مليار زوج قاعدي، يُعد خطوة هائلة إلى الأمام بالنسبة لنا».
