জার্নালে আজ প্রকাশিত একটি গবেষণা সেল জেনারেটর এআই ডিজাইনিং সিন্থেটিক অণুগুলির প্রথম রিপোর্ট করা উদাহরণ চিহ্নিত করে যা স্বাস্থ্যকর স্তন্যপায়ী কোষগুলিতে সফলভাবে জিনের প্রকাশকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। সেন্টার ফর জিনোমিক রেগুলেশন (সিআরজি) এর গবেষকরা একটি এআই সরঞ্জাম তৈরি করেছেন যা ডিএনএ নিয়ন্ত্রক ক্রমগুলি স্বপ্ন দেখে যা প্রকৃতির আগে দেখা যায় না। মডেলটিকে কাস্টম মানদণ্ডের সাথে ডিএনএর সিন্থেটিক টুকরো তৈরি করতে বলা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ: ‘স্টেম সেলগুলিতে এই জিনটি স্যুইচ করুন যা লাল-রক্ত-কোষে পরিণত হবে তবে প্লেটলেটগুলি নয়।’
মডেলটি তখন পূর্বাভাস দেয় যে নির্দিষ্ট ধরণের কোষগুলিতে প্রয়োজনীয় জিন এক্সপ্রেশন নিদর্শনগুলির জন্য ডিএনএ বর্ণগুলির (এ, টি, সি, জি) কোন সংমিশ্রণ প্রয়োজন। গবেষকরা তখন রাসায়নিকভাবে প্রায় 250-অক্ষরের ডিএনএ খণ্ডগুলি সংশ্লেষ করতে পারেন এবং কোষগুলিতে প্রসবের জন্য একটি ভাইরাসে যুক্ত করতে পারেন।
প্রুফ-অফ-কনসেপ্ট হিসাবে, অধ্যয়নের লেখকরা এআইকে সিন্থেটিক টুকরোগুলি ডিজাইন করতে বলেছিলেন যা জিনের এক্সপ্রেশন নিদর্শনগুলি অবরুদ্ধ রেখে কিছু কোষে ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিনের জন্য একটি জিন কোডিং সক্রিয় করে। তারা স্ক্র্যাচ থেকে টুকরোগুলি তৈরি করে মাউস ব্লাড সেলগুলিতে ফেলে দেয়, যেখানে ক্রমটি এলোমেলো স্থানে জিনোমের সাথে মিশ্রিত হয়। পরীক্ষাগুলি পূর্বাভাস অনুসারে ঠিক কাজ করেছিল।
বার্সেলোনায় জেনোমিক রেগুলেশন (সিআরজি) সেন্টারে কাজ চালিয়ে যাওয়া এই গবেষণার প্রথম লেখক ডঃ রবার্ট ফ্রেমেল বলেছেন, “সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি বিশাল।
অধ্যয়নটি জিন-থেরাপি বিকাশকারীদের কেবলমাত্র কোষ বা টিস্যুগুলিতে জিনের ক্রিয়াকলাপ বাড়াতে বা স্যাঁতসেঁতে দেওয়ার জন্য নতুন উপায়ের দিকে নিয়ে যেতে পারে যা সামঞ্জস্য করার প্রয়োজন। এটি নতুন কৌশলগুলির জন্য রোগীর জিনকে সূক্ষ্ম-সুর করার এবং চিকিত্সাগুলিকে আরও কার্যকর করার এবং পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া হ্রাস করার পথও প্রশস্ত করে।
কাজটি জেনারেটরি জীববিজ্ঞানের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক চিহ্নিত করে। আজ অবধি, ক্ষেত্রের অগ্রগতিগুলি প্রোটিন ডিজাইনের ব্যাপকভাবে উপকৃত হয়েছে, বিজ্ঞানীদের আগের তুলনায় সম্পূর্ণ নতুন এনজাইম এবং অ্যান্টিবডি তৈরি করতে সহায়তা করে। যাইহোক, অনেক মানব রোগ ত্রুটিযুক্ত জিনের অভিব্যক্তি থেকে উদ্ভূত হয় যা সেল-টাইপ নির্দিষ্ট, যার জন্য কোনও নিখুঁত প্রোটিন ড্রাগ প্রার্থী হতে পারে না।
জিনের এক্সপ্রেশনটি এনহ্যান্সারদের মতো নিয়ন্ত্রক উপাদানগুলি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, ডিএনএর ক্ষুদ্র টুকরো যা জিনগুলি চালু বা বন্ধ করে দেয়। ত্রুটিযুক্ত জিনের অভিব্যক্তি ঠিক করার জন্য, গবেষকরা প্রাকৃতিকভাবে বিদ্যমান বর্ধনকারীদের সন্ধানকারী জিনোমগুলির মাধ্যমে ঝুঁটি করতে পারেন যা তাদের প্রয়োজন অনুসারে ঘটে থাকে, নিজেকে বিবর্তনের ক্রমগুলিতে সীমাবদ্ধ করে তৈরি করেছে।
এআই-উত্পাদিত বর্ধনকারীরা প্রকৌশলী অতি-নির্বাচনী সুইচগুলিকে ইঞ্জিনিয়ার করতে সহায়তা করতে পারে যা প্রকৃতি এখনও আবিষ্কার করেনি। এগুলি নির্দিষ্ট ধরণের কোষগুলিতে প্রয়োজনীয় অন/অফ প্যাটার্নগুলির জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে, স্বাস্থ্যকর কোষগুলিতে অনিচ্ছাকৃত প্রভাবগুলি এড়াতে থেরাপি তৈরির জন্য সূক্ষ্ম-সুরের একটি স্তর যা গুরুত্বপূর্ণ।
তবে এআই মডেলগুলির বিকাশের জন্য প্রচুর উচ্চমানের ডেটা প্রয়োজন, যা histor তিহাসিকভাবে বর্ধনকারীদের জন্য অভাব রয়েছে। “জীববিজ্ঞানের জন্য একটি ভাষার মডেল তৈরি করার জন্য, আপনাকে ভাষার কোষগুলি যে কথা বলে তা বুঝতে হবে। আমরা বর্ধনকারীদের জন্য এই ব্যাকরণ বিধিগুলি বোঝার উদ্দেশ্যে যাত্রা করেছি যাতে আমরা সম্পূর্ণ নতুন শব্দ এবং বাক্য তৈরি করতে পারি,” জেনোমিক রেগুলেশন (সিআরজি) এর কেন্দ্রের গবেষণার সংশ্লিষ্ট লেখক ড। লার্স ভেল্টেন ব্যাখ্যা করেছেন।
গবেষণার লেখকরা রক্ত গঠনের ল্যাব মডেলগুলির সাথে হাজার হাজার পরীক্ষা -নিরীক্ষা চালিয়ে তাদের এআই মডেল তৈরি করতে জৈবিক তথ্যগুলির বিশাল পরিমাণ তৈরি করেছিলেন। তারা উভয় বর্ধক এবং ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর উভয়ই অধ্যয়ন করেছে, প্রোটিনগুলি জিনের এক্সপ্রেশন নিয়ন্ত্রণে জড়িত।
এখন অবধি, বিজ্ঞানীরা বর্ধক এবং প্রতিলিপি কারণগুলি অধ্যয়নরত সাধারণত ক্যান্সার সেল লাইন ব্যবহার করেন কারণ তাদের সাথে কাজ করা সহজ। গবেষকরা তার পরিবর্তে স্বাস্থ্যকর কোষগুলির সাথে কাজ করেছেন কারণ এটি মানব জীববিজ্ঞানের আরও প্রতিনিধি। তাদের কাজটি আমাদের প্রতিরোধ ব্যবস্থা এবং রক্ত কোষের উত্পাদনকে রূপ দেয় এমন সূক্ষ্ম প্রক্রিয়াগুলি উদ্ঘাটন করতে সহায়তা করে।
পাঁচ বছরেরও বেশি সময় ধরে, দলটি, 000৪,০০০ এরও বেশি সিন্থেটিক বর্ধককে সংশ্লেষ করেছে, প্রতিটি সাবধানে 38 টি বিভিন্ন ট্রান্সক্রিপশন কারণের জন্য বাইন্ডিং সাইটগুলির বিভিন্ন ব্যবস্থা এবং শক্তি পরীক্ষা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি আজ অবধি রক্তকণায় নির্মিত সিন্থেটিক বর্ধনকারীদের বৃহত্তম গ্রন্থাগার।
একবার কোষগুলিতে serted োকানোর পরে, দলটি ঠিক প্রতিটি সিন্থেটিক বর্ধক রক্ত-কোষের বিকাশের সাতটি পর্যায় জুড়ে কীভাবে সক্রিয় হয়ে উঠেছে তা ট্র্যাক করেছিল। তারা আবিষ্কার করেছেন যে অনেক বর্ধক এক ধরণের কোষে জিনকে সক্রিয় করে, তারা অন্যটিতে জিনকে দমন করে।
বেশিরভাগ বর্ধক জিনের ক্রিয়াকলাপকে উপরে বা নীচে ঘুরিয়ে ভলিউম ডায়ালের মতো কাজ করেছিলেন। আশ্চর্যজনকভাবে, কিছু সংমিশ্রণগুলি চালু/বন্ধ সুইচগুলির মতো কাজ করেছে। বিজ্ঞানীরা এটিকে “নেতিবাচক সমন্বয়” বলেছেন, যার অর্থ দুটি কারণ যা সাধারণত স্বতন্ত্রভাবে একটি জিন ঘুরিয়ে দেয় তখন তারা যখন একসাথে ঘটে তখন সেই জিনটি কার্যকরভাবে বন্ধ করে দিতে পারে।
মেশিন লার্নিং মডেলের নকশার নীতিগুলি নির্ধারণের ক্ষেত্রে পরীক্ষাগুলির ডেটাগুলি গুরুত্বপূর্ণ ছিল। একবারে প্রতিটি সিন্থেটিক বর্ধক কীভাবে প্রকৃত কোষগুলিতে জিনের ক্রিয়াকলাপ পরিবর্তন করেছিল তার পর্যাপ্ত পরিমাপ হয়ে গেলে, এটি নতুন ডিজাইনের পূর্বাভাস দিতে পারে যা ফলাফলগুলি চালু/বন্ধ করে দেয়, এমনকি যদি এই বর্ধকগুলি প্রকৃতির অস্তিত্ব না থাকে।
বৃহত্তর স্কেল গবেষণার প্রতিশ্রুতিবদ্ধ হওয়ার আগে কোনও প্রযুক্তি অনুশীলনে কাজ করতে পারে কিনা তা নির্ধারণের জন্য অধ্যয়নটি তৈরি করা হয়েছিল। গবেষকরা কেবল পৃষ্ঠটি স্ক্র্যাচ করেছেন। মানুষ এবং ইঁদুর উভয়েরই তাদের জিনোমগুলি নিয়ন্ত্রণকারী আনুমানিক 1,600 ট্রান্সক্রিপশন কারণ রয়েছে।
এই কাজটি লারস ভেল্টেন, রবার্ট ফ্রেমেল, জুলিয়া রাহলে, আইনা বার্নাল মার্টিনেজ, চেলসি সজু-টু এবং ফেলিক্স পাচেকো যাজক, জিনোমিক রেগুলেশন সেন্টারে লার্স ভেল্টেনের গবেষণা গ্রুপের সমস্ত সদস্য দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল। সিআরজি এবং ইএমবিএল-বার্সেলোনার মধ্যে একটি যৌথ উদ্যোগ বার্সেলোনা সহযোগী থেকে রোজা মার্টিনেজ করালও অংশ নিয়েছিলেন। গবেষণাটি ইউরোপীয় ইউনিয়নের একটি ইআরসি প্রারম্ভিক অনুদান এবং স্পেনীয় জাতীয় সংস্থার গবেষণার অনুদান দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল।