Bir araştırmacı yeni antimikrobiyal molekülleri aramak için Codex ve ChatGPT'yi nasıl kullanır?

Bakteriler, mantarlar, parazitler ve virüsler gibi ilaca dirençli mikroplar giderek büyüyen bir küresel tehdittir. 2021'de yaklaşık beş milyon ölüm, bakteriyel antimikrobiyal dirençle ilişkilendirildi (yeni bir pencerede açılır)01867-1/fulltext; bu rakamın 2050 yılına kadar kabaca ikiye katlanacağı öngörülüyor. Antimikrobiyal olma potansiyeline sahip molekülleri bulmak yıllar alabilir. Araştırmacılar, keşfin bu erken aşamasını hızlandırmak için yapay zekayı kullanıyor. Disiplinler arası laboratuvarı antimikrobiyal adayları araştıran biyomühendis César de la Fuente(yeni bir pencerede açılıyor), "Antimikrobiyal direnç, bence insanlığa yönelik en büyük varoluşsal tehditlerden biridir" dedi. "Ve yine de 50 yıldır yeni bir antibiyotik sınıfımız olmadı." Modern antimikrobiyal geliştirmelerin çoğu, mevcut ilaçları değiştirmeye veya bilinen kimyasal sınıflarını araştırmaya odaklanmaktadır. Ancak bu yaklaşım azalan getiriler sunuyor. De la Fuente'nin laboratuvarı çok daha az keşfedilmiş bir yerden başlıyor: yaşamın kodu. Çalışmanın arkasındaki ana fikir, biyolojinin bir bilgi sistemi olmasıdır. De la Fuente, "DNA'yı oluşturan nükleotidler ve proteinleri ve peptidleri oluşturan amino asitler bir nevi alfabe gibidir" dedi.

"Biyolojiyi bilgi olarak düşünmek, işlevsel bir moleküle yol açan yaşamın düzenleyici ilkelerini çözmeye başlayabilecek yöntemler geliştirmemizi sağladı." Laboratuvarın derin öğrenme modelleri, biyolojik dizilerdeki kalıpları tanıyacak şekilde eğitiliyor ve potansiyel antimikrobiyaller için geniş genom ve protein veri kümelerini aramalarına olanak tanıyor. Bu yaklaşım, aday moleküllerin ilk aranmasını yıllar süren saatlere indirebilir. Laboratuvar, kendi yapay zeka modellerinin yanı sıra hipotezler üzerinde beyin fırtınası yapmak, kod yazıp geliştirmek, veri kümelerini işlemek, sonuçları analiz etmek ve bilimsel disiplinler arası fikirleri birbirine bağlamak için ChatGPT ve Codex tuşlarını kullanıyor. Biyolojinin okunmamış alanlarını keşfetmek Bir genomun yalnızca küçük bir kısmı açıkça anlaşılmış bir işleve sahiptir ve daha azı bulaşıcı mikroplarla savaşabilecek molekülleri kodlamaktadır. Buradaki zorluk, bir molekülü işlevsel veya biyolojik olarak aktif kılan kalıpları belirlemek ve ardından hangisinin bulaşıcı mikroplarla savaşma potansiyeline sahip olduğunu belirlemektir. Bilim adamları uzun süredir bitkilerde, hayvanlarda, mikroplarda, böceklerde, suda ve toprakta antimikrobiyalleri araştırıyorlar. Örnekler topluyorlar, aday molekülleri izole ediyorlar veya tahmin ediyorlar ve bunları yıllar alabilen yinelemeli bir süreçte test ediyorlar.