कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) सामान्य ईमेल से कहीं ज़्यादा तेज़ी से काम कर सकती है। इसने अब छोटे-छोटे कार्यशील जीनोम तैयार कर लिए हैं। दो एआई मॉडलों ने प्रयोगशाला के बर्तनों में एस्चेरिचिया कोलाई पर हमला करने में सक्षम 16 वायरसों के ब्लूप्रिंट तैयार किए हैं, शोधकर्ताओं ने 17 सितंबर को bioRxiv.org पर प्रकाशित एक शोधपत्र में बताया। एआई द्वारा उत्पन्न इन बैक्टीरियोफेज के मिश्रण ने वायरस-प्रतिरोधी ई. कोलाई स्ट्रेन को बढ़ने से रोक दिया, जिससे पता चलता है कि यह तकनीक वैज्ञानिकों को ऐसे उपचार तैयार करने में मदद कर सकती है जो इलाज में मुश्किल सूक्ष्मजीवी संक्रमणों से निपट सकें। इस कार्य की अभी तक सहकर्मी समीक्षा नहीं हुई है।
स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय और कैलिफ़ोर्निया के पालो ऑल्टो स्थित आर्क इंस्टीट्यूट के कम्प्यूटेशनल जीवविज्ञानी ब्रायन ही कहते हैं कि यह पहली बार है जब एआई ने सफलतापूर्वक एक संपूर्ण जीनोम तैयार किया है। और हालाँकि यह बहस का विषय है कि वायरस जीवित हैं या नहीं, यह कार्य जीवित जीवों को डिज़ाइन करने के लिए तकनीक का उपयोग करने की दिशा में एक कदम है।
एआई मॉडल का उपयोग पहले ही व्यक्तिगत जीन और प्रोटीन तैयार करने के लिए किया जा चुका है। हालांकि, ही कहते हैं कि एक संपूर्ण आनुवंशिक खाका तैयार करने से जटिलता की एक अतिरिक्त परत जुड़ जाती है क्योंकि कई जीन और प्रोटीन को एक साथ काम करने की आवश्यकता होती है।
ही और उनके सहयोगियों ने अपने दो एआई मॉडल, इवो 1 और इवो 2, का उपयोग यह देखने के लिए किया कि क्या वे बैक्टीरिया को मारने वाले वायरस के लिए जीनोम बना सकते हैं। इन मॉडलों को आनुवंशिक वर्णमाला की मूल इकाइयों, A, C, G और T के अरबों युग्मों पर, फेज जीनोम से प्रशिक्षित किया गया था, ठीक उसी तरह जैसे ChatGPT को उपन्यासों और इंटरनेट पोस्ट पर प्रशिक्षित किया गया था। टीम ने ΦX174 नामक एक बैक्टीरियोफेज का उपयोग किया - जो 1977 में अनुक्रमित किया गया पहला डीएनए-आधारित जीनोम बन गया - एआई को एक समान जीनोम डिज़ाइन करने में मदद करने के लिए एक मार्गदर्शक के रूप में।
चूँकि ΦX174 का इतना गहन अध्ययन किया गया है, "यदि एआई फेज में नए उत्परिवर्तन कर रहा होता, तो हम देख पाते कि वे कितने नए हैं," ही कहते हैं। इसके अलावा, बैक्टीरियोफेज लोगों को संक्रमित नहीं करते, इसलिए प्रयोगशाला में इनके साथ काम करना सुरक्षित था। इस चिंता के चलते कि एआई ऐसे वायरस डिज़ाइन कर सकता है जो लोगों को नुकसान पहुँचा सकते हैं, टीम ने मॉडलों को वायरल रोगजनकों के किसी भी उदाहरण पर प्रशिक्षित नहीं किया।
ईवो 1 और ईवो 2 ने लगभग 300 संभावित फेज जीनोम उत्पन्न किए। उनमें से, 16 ने ऐसे व्यवहार्य वायरस उत्पन्न किए जो ई. कोलाई को संक्रमित कर सकते थे। कुछ फेजों ने तो ई. कोलाई को ΦX174 की तुलना में कहीं अधिक तेज़ी से मार डाला। और हालाँकि ΦX174 अपने आप ई. कोलाई के तीन फेज-प्रतिरोधी उपभेदों को नहीं मार सका, एआई द्वारा उत्पन्न फेजों के कॉकटेल ने बैक्टीरिया के संक्रमण के प्रति प्रतिरोध को दूर करने के लिए तेज़ी से विकास किया।
निष्कर्ष बताते हैं कि एआई शोधकर्ताओं को फेज थेरेपी में उपयोग के लिए वायरस विकसित करने में मदद कर सकता है, जो एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी जीवाणु संक्रमण के इलाज का एक संभावित विकल्प है। ऐसे मामलों में, जॉन्स हॉपकिन्स ब्लूमबर्ग स्कूल ऑफ पब्लिक हेल्थ की माइक्रोबायोलॉजिस्ट किम्बर्ली डेविस, जो इस काम में शामिल नहीं थीं, कहती हैं, "ऐसे फ़ेज की खोज बहुत ज़रूरी होगी जो बैक्टीरिया के स्ट्रेन को लक्षित करे।" "एआई का इस्तेमाल मरीज़ों के इलाज के लिए फ़ेज मैच तेज़ी से तैयार करने का एक कारगर तरीका हो सकता है।"
डेविस कहती हैं कि "एआई-जनित फ़ेज के इस्तेमाल पर कड़ा नियंत्रण ज़रूरी होगा।" उदाहरण के लिए, व्यापक परीक्षण यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि ऐसे फ़ेज दूसरे सूक्ष्मजीवों के साथ बातचीत न करें या उन्हें नुकसान न पहुँचाएँ।
ही कहती हैं कि एआई-जनित फ़ेज आदर्श रूप से न सिर्फ़ एक ख़राब बैक्टीरिया को मारेंगे बल्कि लोगों को स्वस्थ रखने वाले अच्छे बैक्टीरिया को भी बचाएँगे, बल्कि वायरस-प्रतिरोधी बैक्टीरिया के साथ तालमेल बिठाने के तरीकों में भी विकसित हो सकते हैं। पूरे जीवों को डिज़ाइन करने के लिए एआई का इस्तेमाल करने से एंटीबायोटिक उत्पादन जैसी सूक्ष्मजीव निर्माण प्रक्रियाओं में भी तेज़ी आ सकती है या प्लास्टिक को विघटित करने वाले सूक्ष्मजीवों की खेती हो सकती है।
ही कहती हैं कि एआई में शोधकर्ताओं को और भी जटिल जीनोम को समझने और जटिल बीमारियों के लिए नए इलाज विकसित करने में मदद करने की क्षमता है। मानव जीनोम का आकार ΦX174 के जीनोम से पांच लाख गुना अधिक है, "इसलिए इस पर अभी बहुत काम किया जाना बाकी है।"