في لحظة فاصلة في عالم الاستكشاف الجزيئي، قام الباحثون في جامعة بازل والمعهد السويسري للمعلوماتية الحيوية التابع لبنك SIB بتسخير القوة التحويلية لأدوات الذكاء الاصطناعي لكشف التعقيدات الخفية لملايين الكائنات غير البروتينية.
هذا الجهد الرائد، الذي يضم AlphaFold، وهي أداة ذكاء اصطناعي تعتمد على أكثر من 50 عامًا من بيانات البروتين، لم يقدم نظرة على الهياكل ثلاثية الأبعاد للبروتينات فحسب، بل كشف أيضًا عن 290 عائلة بروتينية جديدة وطية بروتينية جديدة. تمثل الرحلة إلى هذه الحدود غير المستكشفة، والتي تم وصفها بالتفصيل في منشور حديث في مجلة Nature، خطوة كبيرة إلى الأمام في فهمنا لكون البروتين.
أطلس الكون البروتين
انطلق الباحثون في رحلة شاملة لبناء شبكة تفاعلية تضم 53 مليون بروتين، يتمتع كل منها بهياكل AlphaFold عالية الجودة. تعمل هذه الشبكة الواسعة بمثابة كنز دفين للتنبؤ بعائلات البروتين غير المعروفة وفهم وظائفها واسعة النطاق. يسلط الدكتور جاناني دوريراج، المؤلف الأول، الضوء على أهمية هذه الشبكة، قائلًا إنها توفر مصدرًا قيمًا للتنبؤات النظرية والرؤى حول منطقة البروتين المجهولة.
ضمن هذا المشهد البروتيني الواسع، حدد الفريق 290 عائلة بروتينية جديدة وتوصلوا إلى اكتشاف مثير للاهتمام: طية بروتينية جديدة تشبه بتلات الزهرة الرقيقة. يوسع هذا الاكتشاف غير المسبوق فهمنا للتنوع الهائل والتعقيد الكامن في عالم البروتينات. ونتيجة لذلك، ظهر مورد الويب التفاعلي، الذي أطلق عليه اسم "أطلس عالم البروتين"، وهو يوفر للعلماء منصة لاستكشاف وفهم تعقيدات ممالك البروتين المكتشفة حديثًا.
الذكاء الاصطناعي كمحفز للابتكار في علوم الحياة
قام الباحثون بتسخير قوة الأدوات القائمة على التعلم العميق للتنقل واكتشاف رؤى جديدة في أطلس عالم البروتين. ولا يعرض هذا النهج الإمكانات التحويلية للذكاء الاصطناعي في علوم الحياة فحسب، بل يمهد الطريق أيضًا للابتكارات، بدءًا من البحوث الأساسية ووصولاً إلى التطبيقات العملية. تسلط جوانا بيريرا، قائدة الدراسة، الضوء على الدور الحاسم لفهم هياكل ووظائف البروتينات في تطوير الأدوية وهندسة البروتين.
ويتلقى هذا العمل الدعم من منحة "kickstarter" المقدمة من مصرف الشارقة الإسلامي، مما يؤكد التزام المعهد بتعزيز اعتماد الذكاء الاصطناعي في موارد علوم الحياة. يوضح هذا الدعم المالي الثقة في التأثير الثوري للخوارزميات الذكية والتعلم العميق على مستقبل البحث العلمي.
أدوات الذكاء الاصطناعي تكشف عن حقبة جديدة في استكشاف البروتين
بينما يقف المجتمع العلمي على حافة حقبة غير مسبوقة في الاكتشاف الجزيئي، فإن مضامين أطلس الكون البروتيني تمتد إلى ما هو أبعد من حدود جدران المختبرات. هذه الثروة المعرفية المكتشفة حديثًا لا تُثري فهمنا للتنوع الهائل داخل المشهد البروتيني فحسب، بل لديها أيضًا القدرة على إعادة تعريف حدود علوم الحياة. إن تقاطع الذكاء الاصطناعي وعلوم البروتين، والذي يتجلى في عرض هذا الأطلس الديناميكي، يفتح الباب أمام احتمالات لا حصر لها: من تطوير الأدوية المصممة خصيصًا إلى التقدم الثوري في هندسة البروتين.
وبينما نستكشف هذا العالم المجهول، فإن السؤال الذي يتردد صداه ليس ببساطة ما اكتشفناه، ولكن كيف ستشكل هذه المعرفة مستقبل البحث العلمي وتعيد تعريف جوهر الحياة على المستوى الجزيئي. كيف ستؤثر الأفكار المستمدة من أطلس عالم البروتين على مسار الاستكشاف العلمي، وما هو التأثير التحويلي الذي سيحدثه على تطور علوم الحياة في السنوات القادمة؟ إن أطلس عالم البروتين، وهو منارة للإضاءة في عالم البروتينات، يدعو الباحثين والطلاب وأصحاب الرؤى إلى الاستكشاف والفهم والابتكار في النطاق الشاسع لهذه الحدود الجزيئية الجديدة.