कृत्रिम बुद्धिमत्ता के सहारे जेनेटिक वैज्ञानिकों ने नया कमाल किया

• प्रकृति में पैदा नहीं होते हैं यह प्रोटिन

• इनका बहुआयामी उपयोग किया जा सकता

• भोजन को सुरक्षित रखने की दिशा में भी कारगर

राष्ट्रीय खबर

रांचीः कृत्रिम बुद्धिमत्ता की चर्चा इनदिनों अधिक हो रही है। कंप्यूटर पर आम लोगों के साथ काम करने वाले चैट जीपीटी के बाद इस बारे में सामान्य लोगों का ज्ञान बढ़ा है। इसी कृत्रिम बुद्धिमत्ता का मेडिकल चिकित्सा के क्षेत्र में और नया प्रयोग किया गया है। इस प्रयोग का परिणाम सफल आने के बाद अब जेनेटिक वैज्ञानिक इससे आगे की दूरी तय करना चाहते हैं।

दरअसल एआई विधि से नए प्रोटीन उत्पन्न किये गये हैं, जो प्राकृतिक संरचनात्मक डिजाइन लक्ष्यों को पूरा करते हैं। यह माना जा रहा है कि कई बीमारियों के ईलाज मैं इन संशोधित किये जाने योग्य प्रोटीनों का उपयोग विशिष्ट यांत्रिक गुणों, जैसे कठोरता या लचीलेपन के साथ नई सामग्री बनाने के लिए किया जा सकता है।

एक नई मशीन-लर्निंग प्रणाली, कुछ संरचनात्मक विशेषताओं के साथ प्रोटीन डिज़ाइन उत्पन्न कर सकती है, और जो प्रकृति में मौजूद नहीं है। इन प्रोटीनों का उपयोग उन सामग्रियों को बनाने के लिए किया जा सकता है जिनमें मौजूदा सामग्रियों के समान यांत्रिक गुण होते हैं, जैसे पॉलिमर, लेकिन जिनमें कार्बन फुटप्रिंट बहुत कम होगा।

एमआईटी के शोधकर्ता नए प्रोटीन को डिजाइन करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग कर रहे हैं जो प्रकृति में पाए जाने वाले प्रोटीन से परे हैं। ऐसी जैविक रूप से प्रेरित सामग्री संभावित रूप से पेट्रोलियम या सिरेमिक से बनी सामग्री को प्रतिस्थापित कर सकती है। एमआईटी, और टूफ्ट्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक उत्पादक मॉडल को नियोजित किया, जो कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता में उपयोग होने वाली मशीन-लर्निंग मॉडल आर्किटेक्चर का एक ही प्रकार है।

उन्होंने मॉडल आर्किटेक्चर को अनुकूलित किया ताकि यह विशिष्ट संरचनात्मक उद्देश्यों को प्राप्त करने वाले प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रमों की भविष्यवाणी कर सके। शोधकर्ता बताते नए प्रोटीन का उत्पादन कर सकते हैं जो अद्वितीय अनुप्रयोगों को सक्षम कर सकते हैं, वरिष्ठ लेखक मार्कस ब्यूहलर, इंजीनियरिंग में जेरी मैकेफी प्रोफेसर और सिविल और पर्यावरण इंजीनियरिंग और मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, ऐसा दावा करते हैं।

उन्होंने कहा कि मॉडल कुछ ही दिनों में लाखों प्रोटीन उत्पन्न कर सकते हैं। इसके जरिए अनाज को अधिक दिनों तक सुरक्षित रखने की भी विधि मिल सकती है। उनके मुताबिक जब आप प्रोटीन को डिजाइन करने के बारे में सोचते हैं तो प्रकृति ने अभी तक खोज नहीं की है, यह इतना बड़ा डिज़ाइन स्थान है कि आप इसे केवल एक पेंसिल और कागज के साथ नहीं सुलझा सकते।

आपको जीवन की भाषा का पता लगाना होगा, जिस तरह से अमीनो एसिड होते हैं। डीएनए द्वारा एन्कोडेड और फिर प्रोटीन संरचनाओं को बनाने के लिए एक साथ आते हैं। प्रोटीन थ्री डी पैटर्न में एक साथ मुड़े हुए अमीनो एसिड की जंजीरों से बनते हैं। अमीनो एसिड का क्रम प्रोटीन के यांत्रिक गुणों को निर्धारित करता है।

प्रोटीन की खोज को सुव्यवस्थित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने हाल ही में गहन शिक्षण मॉडल विकसित किए हैं जो अमीनो एसिड अनुक्रमों के एक सेट के लिए प्रोटीन की 3 डी संरचना की भविष्यवाणी कर सकते हैं। यह सोच प्रोटीन विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि लंबे एमिनो एसिड अनुक्रम में एक उत्परिवर्तन पूरे डिजाइन को बना या तोड़ सकता है।

एक प्रसार मॉडल एक प्रक्रिया के माध्यम से नया डेटा उत्पन्न करना सीखता है। वे उच्च-गुणवत्ता, यथार्थवादी डेटा उत्पन्न करने में अक्सर अन्य मॉडलों की तुलना में अधिक प्रभावी होते हैं जिन्हें डिज़ाइन की मांग को पूरा करने के लिए लक्षित उद्देश्यों के एक सेट को पूरा करने के लिए वातानुकूलित किया जा सकता है।

बायोमेडिकल उद्योग में, हो सकता है कि आप एक ऐसा प्रोटीन नहीं चाहते जो पूरी तरह से अज्ञात हो क्योंकि तब आप इसके गुणों को नहीं जानते हैं। लेकिन कुछ अनुप्रयोगों में, आप एक नया प्रोटीन चाहते हैं जो प्रकृति में पाए जाने वाले के समान हो, लेकिन कुछ अलग। हम इन मॉडलों के साथ एक स्पेक्ट्रम उत्पन्न कर सकते हैं, जिसे शोध दल नियंत्रित करते हैं। अलग अलग प्रोटिन के संयोजन से ऐसी सामग्री बनाई जा सकती है जो रेशम की तरह खिंचाव और मजबूत हो।

शोधकर्ताओं ने दो मॉडल विकसित किए, एक जो प्रोटीन के समग्र संरचनात्मक गुणों पर संचालित होता है और एक जो अमीनो एसिड स्तर पर संचालित होता है। दोनों मॉडल प्रोटीन उत्पन्न करने के लिए इन अमीनो एसिड संरचनाओं को मिलाकर काम करते हैं। उन्होंने नए प्रोटीनों की तुलना समान संरचनात्मक गुणों वाले ज्ञात प्रोटीनों से करके अपने मॉडलों का परीक्षण किया। उ

नका दावा है कि यह लर्निंग एल्गोरिथम प्रकृति में छिपे हुए रिश्तों को उठा सकता है। इससे हमें यह कहने का विश्वास मिलता है कि हमारे मॉडल से जो कुछ भी निकलता है वह यथार्थवादी होने की बहुत संभावना है। इसके बाद, शोधकर्ता कुछ नए प्रोटीन डिजाइनों को प्रयोगशाला में बनाकर प्रयोगात्मक रूप से मान्य करने की योजना बना रहे हैं।

वे मॉडलों को बढ़ाना और परिष्कृत करना भी जारी रखना चाहते हैं ताकि वे जैविक कार्यों जैसे अधिक मानदंडों को पूरा करने वाले अमीनो एसिड अनुक्रम विकसित कर सकें। उन अनुप्रयोगों के लिए जिनमें हम रुचि रखते हैं, जैसे स्थिरता, चिकित्सा, भोजन, स्वास्थ्य और सामग्री डिज़ाइन, हमें प्रकृति ने जो किया है उससे आगे जाने की आवश्यकता है। यहां एक नया डिज़ाइन टूल है जिसका उपयोग हम संभावित समाधान बनाने के लिए कर सकते हैं। बुहलर कहते हैं, हम वास्तव में जिन सामाजिक मुद्दों का सामना कर रहे हैं, उनमें से कुछ को हल करने में हमारी मदद कर सकते हैं।