دانشمندان استرالیایی با توسعه سامانهای به نام PROTEUS، گام بزرگی در مهندسی زیستی و پزشکی برداشتهاند؛ سیستمی که با ترکیب هوش مصنوعی زیستی و فرگشت هدایتشده، میتواند مولکولهای جدیدی خلق کند که تولید آنها با روشهای کنونی تقریباً غیرممکن است.
سه شنبه ۲۴ تير ۱۴۰۴ ساعت ۰۱:۱۹
سامانهای نوآورانه برای طراحی دارو درون سلولهای پستانداران
هوش مصنوعی زیستی مولکولهای غیرممکن را ممکن میسازد
محققان دانشگاه سیدنی استرالیا با همکاری مؤسسات پژوهشی دیگر، سامانهای پیشرفته به نام PROTEUS توسعه دادهاند که با بهرهگیری از مفهوم «هوش مصنوعی زیستی»، قابلیت طراحی و تکامل مولکولهایی را دارد که درون سلولهای پستانداران عمل میکنند.
به گزارش ایتنا و به نقل از سایتکدیلی، این سامانه بر پایهی فرگشت هدایتشده کار میکند، روشی که پیشتر فقط در باکتریها اجرا میشد و در سال ۲۰۱۸ جایزه نوبل شیمی را بهدست آورد.
برخلاف فرگشت طبیعی که میلیونها سال به طول میانجامد، پروتئوس این فرآیند را تنها در چند هفته شبیهسازی میکند و میتواند مولکولهایی با عملکردهای نوین یا بهبود یافته تولید کند. این دستاورد به دانشمندان کمک میکند تا داروهایی بسازند که پیشتر امکان تولید آنها وجود نداشت یا به زمان و منابع بسیاری نیاز داشت.
یکی از کاربردهای مهم پروتئوس، ارتقای فناوریهای ویرایش ژن مانند CRISPR است. این سامانه میتواند دقت و کارایی این ابزارها را برای درمانهای ژنتیکی افزایش دهد. همچنین، پژوهشگران از آن برای ساخت نسخههای بهینهشدهای از پروتئینها و نانوبادیها استفاده کردهاند که قادر به شناسایی آسیب DNA هستند؛ عاملی کلیدی در بروز سرطان.
به گزارش ایتنا و به نقل از سایتکدیلی، این سامانه بر پایهی فرگشت هدایتشده کار میکند، روشی که پیشتر فقط در باکتریها اجرا میشد و در سال ۲۰۱۸ جایزه نوبل شیمی را بهدست آورد.
برخلاف فرگشت طبیعی که میلیونها سال به طول میانجامد، پروتئوس این فرآیند را تنها در چند هفته شبیهسازی میکند و میتواند مولکولهایی با عملکردهای نوین یا بهبود یافته تولید کند. این دستاورد به دانشمندان کمک میکند تا داروهایی بسازند که پیشتر امکان تولید آنها وجود نداشت یا به زمان و منابع بسیاری نیاز داشت.
یکی از کاربردهای مهم پروتئوس، ارتقای فناوریهای ویرایش ژن مانند CRISPR است. این سامانه میتواند دقت و کارایی این ابزارها را برای درمانهای ژنتیکی افزایش دهد. همچنین، پژوهشگران از آن برای ساخت نسخههای بهینهشدهای از پروتئینها و نانوبادیها استفاده کردهاند که قادر به شناسایی آسیب DNA هستند؛ عاملی کلیدی در بروز سرطان.
پروتئوس مانند یک هوش مصنوعی عمل میکند: مسألهای پیچیده (مانند خاموش کردن یک ژن بیماریزا در بدن انسان) به آن داده میشود و سامانه از بین میلیونها ترکیب ژنتیکی ناشناخته، بهترین راهحل را انتخاب و تثبیت میکند.
برای جلوگیری از میانبر زدن سیستم و یافتن پاسخهای بیربط، پژوهشگران از ذرات شبهویروسی کیمریک بهره گرفتند که ترکیبی از ژنوم یک ویروس و پوستهی ویروسی دیگر است. این طراحی باعث شد سامانه عملکردی دقیق و هدفمند داشته باشد.
پژوهشگران تاکید دارند که پروتئوس قابل استفاده در آزمایشگاههای دیگر نیز هست و به صورت اوپن سورس منتشر شده است. آنان امیدوارند این فناوری به توسعه نسل جدیدی از آنزیمها، ابزارهای مولکولی و داروهای mRNA منجر شود که اثرگذاری دقیقتر و قویتری دارند.
کد مطلب: 85591
(۲ نظر)
