Дэлхий дээрх хамгийн аюултай халдваруудын эмчилгээ нь байгалиас олддоггүй, харин машинд хэдхэн секундийн дотор бүтээж болохыг та төсөөлж байсан уу? Таныг аварч чадах уургийг хэдхэн секундийн дотор бий болгож чадна гэж үү? Бид бүгд антибиотикт микробын эсэргүүцэл улам нэмэгдэж байгааг мэдэж байна. Гэвч үүнийг өнөөг хүртэл хянах боломжгүй байсан. Одоо бид үүнийг хийж чадна.

Энэ бүхний ард австрали эрдэмтдийн оюун ухаан, зүтгэл байгаа бөгөөд тэд энэ дэлхийн хямралыг шийдвэрлэх арга барилыг AI-ийн хүчээр олж харжээ. Тэд судалгааны лабораторид хиймэл аргаар бүтээсэн уургийг хэдхэн секундийн дотор боловсруулсан. Энэ уураг нь E. coli зэрэг супербактерийг устгах чадвартай.

Энэ алхам нь эмнэлгийн салбарт шинэ эрин үеийн эхлэл байж болох бөгөөд AI зөвхөн таныг нээхэд туслах биш, шинэчлэлийн тэргүүлэгч болох замд тань оролцож байна.

Энэхүү инноваци нь Nature Communications сэтгүүлд саяхан нийтлэгджээ. Энэ нь шинжлэх ухааны нийгмийг тестийн сав, петрийн тасалгаанаас давж бодож ажиллахад төвлөрүүлэх зорилготой юм.

Уургийн дизайны шинэ эрин үе

Уураг нь бараг бүх биологийн функцийн төвд байрладаг. Энэ нь халдвартай тэмцэх, эсүүдийг дохиолох зэрэг чадвараараа байгаль дээрх микроскопын машиныг гэж нэрлэгддэг. Эмчилгээний зориулалтаар шинэ уургийг боловсруулах нь жилүүдийн туршид сорил, алдаа гаргах явцтай байдаг. Ихэнхдээ тэд байгалийн уургийг лабораторийн хувьсгалд хийж, эсвэл хүний хэрэгцээнд зориулан дахин ашиглахад тулгуурладаг.

Гэвч энэ нь өөрчлөгдөж байна. AI антибиотикийн үр нөлөөг давж гарч чадна гэж таамаглаж байна уу?

Мельбурн дахь Bio21 институт болон Монголын Биомедицин Судалгааны Институт хамтран боловсруулсан шинэ AI Уургийн Дизайн Платформ нь уургийг бүхэлд нь эрүүл мэндийн тодорхой зорилгоор анхнаас нь боловсруулж чадна. Хүчирхэг алгоритмууд болон Bindcraft, Chai зэрэг хэрэгслийг ашиглан платформ нь хүссэн шинж чанартай уургийг хурдан бүтээдэг, жишээлбэл бактерийн гадаргуу руу наалдах эсвэл хавдрын эсүүдийн хортой үйл ажиллагааг сааруулах.

Супербактертэй тэмцэхэд зориулагдсан

Эрдэмтдийн багийг Dr. Rhys Grinter болон Associate Professor Gavin Knott удирдана. Тэд AI системийг ашиглан эмийн эсэргүүцэлтэй E. coli-г устгах уургийг боловсруулсан. Ийм супербактерүүд нь улам бүр өсөж буй дэлхийн эрүүл мэндийн аюулыг үүсгэж байгаа бөгөөд уламжлалт антибиотикууд арилгагдах боломжтой. Ийм богино хугацаанд шинэ уургийн эмчилгээ боловсруулах чадвар нь антибиотикт тэсвэртэй халдваруудтай хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг хэрхэн өөрчлөх талаар ихээхэн нөлөө үзүүлж чадна.

“Энэ нь Австралид AI хэрэгслүүдийг ашиглан анх удаа функциональ уураг бүтээж байгаа явдал юм” гэж Associate Professor Knott хэлэв. “Эдгээр уураг нь зөвхөн онолын биш, амьдралд хэрэглэх боломжтой бодисууд.”

Уургийг захиалгаар үйлдвэрлэх

Бактерийн халдвараас гадна AI-дизайны уураг нь хавдар, автоиммун өвчин, могойны хазалтаас эхлээд ховор генетикийн өвчин хүртэл олон төрлийн эрүүл мэндийн асуудлыг эмчлэхэд туслах болно. Дизайн хийх хурд—хэдхэн секундээр—эмийн хөгжлийн хугацааг ихээхэн богиносгодог бөгөөд зардлыг бууруулж, амь авардаг эмчилгээнд хандах боломжийг сайжруулдаг.

PhD оюутан Даниел Фокс, лабораторийн ихэнх ажлыг хариуцсан хүн, эдгээр хэрэгслийг хэн бүхэнд хүртээмжтэй болгох чухал ач холбогдлыг онцоллоо. “Уургийн дизайныг ардчилалжуулах нь дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа эрдэмтэд үүнийг ашиглах боломжтой байх нь чухал” гэж тэр хэлэв. Одоо үнэгүй, нээлттэй эхийн AI хэрэгслүүд гарч ирсэн тул дэлхийн судлаачид уургийн хувьсгалд оролцох боломжтой боллоо.

Шилдэгээс суралцах

Австралийн баг нь уургийн дизайны гүнзгий сургалтыг боловсруулсан Америкийн судлаач, саяхны Нобелийн шагналт Дэвид Бейкерээс урам авч байна. Бейкерийн ажил уургийн дэвшилтэт дизайныг судалж, үүнийг амьд молекул руу хөрвүүлэхэд шинжлэх ухааны нийгмийг уриалж байв. Түүний ажлууд AI антибиотикийн үр нөлөөг даван туулахад туслах зорилгоор шинжлэх ухааны нийгмийг уриалж байна.

Одоо Австрали дэлхийн уургийн дизайны чадавхийг хурдасгах замд нэгдэж, биологи, химийн болон машин сургалтын чиглэлээр өргөтгөсөн AI-ийн шинэ төвийг байгуулж байна.

Ирээдүйд юу хүлээж байна вэ?

Энэ хөтөлбөр нь ганц шийдэл бий болгох талаар биш. Энэ нь шинэ өвчинг судлах боломжтой, хурдан санааг туршиж, эрүүл мэндийн шинэ сорилтуудад шуурхай хариулах чадвартай уян хатан, хурдтай систем бий болгох тухай юм.

“Уургийн бүтэц, дэвшилтэт AI-ийг хослуулсан нь бидэнд хурдан хөдөлгөөн хийх, шинэ судалгааны хэрэгсэл, эмчилгээний санааг бүтээх боломжийг олгодог” гэж Монаш Биомедицин Судалгааны Институтын захирал профессор Жон Каррол хэлэв. “Энэ шинэ чадавхи Австралийг дэлхийн биомедицин инновацийн төвд тавьж байна.”

Дэлхийн түвшний тоглоомын өөрчлөлт

Антибиотикт тэсвэртэй өвчний өсөлттэй танилцлага, энэ шинэ арга барил нь биднийг тэдэнд тэмцэхэд туслах боломжийг олгох болно. AI нь уургийн нээлтийн хурдыг нэмэгдүүлж байна. Удаан хугацааны дараа эрдэмтэд халдвар, хавдар, бүр генетикийн өвчний халдваруудаас хариу үйлдэл үзүүлж чадах болно.

Чадварлаг судлаачдын гарт, AI нь зөвхөн хэрэгсэл биш. Энэ нь ирээдүйн эмийн хамт бүтээгч болж байгаа юм.