ایمن‌سازی ویرایش ژنوم با کمک هوش مصنوعی

اخیرا، همسو با ادعای دانشمندان چینی مبنی بر اینکه اولین نوزاد با کمک فناوری ویرایش ژنوم CRISPR متولد شده است، دریچه‌ی جدیدی رو به کاربردهای این فناوری همراه با هوش‌مصنوعی و یادگیری ماشین (Machine Lerning) گشوده شد. با وجود اهمیت آن دسته از مباحث اخلاقی که در زمینه‌ی دستکاری در ساختار سلولی انسان مطرح شده بودند اما مطالعات حکایت از این دارند که دانشمندان ضمن توجه به قابلیت این تکنولوژی در کاربست‌های بالینی و درمان، به روش‌های بهتر و مطمئن‌تری برای جلوگیری از آثار جانبی زیانبار این تکنولوژی نیاز خواهند داشت.

به‌طور خلاصه، چالشی که محققان با آن مواجه هستند این است که پس از اینکه ابزار کریسپر،DNA دورشته‌ای را برش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهد؛ علی‌رغم اینکه DNA به دنبال این ویرایش قادر به اصلاح و ترمیم خود است، اما گاهی ممکن است در طول این فرآیند جهش‌هایی رخ دهد. با این وجود، دانشمندان معتقدند که بروز خطا تحت‌تاثیر چندین عامل، از جمله  توالی‌ هدف و gRNA قرار دارد، اما به نظر می‌رسد که این خطاها از الگوهای تجدیدپذیری تبعیت می‌کنند.

تیم مطالعاتی مؤسسه Wellcome Sanger براساس این مطالعه معتقدند می‌توان با کمک یادگیری ماشین، ابزاری طراحی کرد تا بتواند پیش‌بینی کند که CRISPR چه نوع جهشی را به سلول تحمیل خواهد کرد. به اعتقاد این تیم مطالعاتی، به کمک این فناوری محققان قادر خواهند بود مطالعات CRISPR را افزایش داده و به کمک فرآیند ویرایش ژنوم به تسهیل شکل‌گیری و طراحی درمان‌های ایمن و مؤثرتر کمک کنند.

در این مطالعه، محققان، مجموعه‌ای متشکل از 41630 جفت ژن‌های مختلف gRNA و توالی‌های DNA را جمع‌آوری و آن‌ها را با استفاده از مؤلفه‌های مختلف CRISPR-CAS9 و در دامنه‌ای از سناریوهای ژنتیکی متفاوت بررسی کردند تا با تجزیه‌وتحلیل نتایج دریابند که DNA چگونه برش خواهد خورد و چگونه خود را اصلاح و ترمیم می‌کند. براساس این تحلیل‌ها، محققان به بیش از 1 میلیارد داده درمورد جهش‌های احتمالی دست یافتند و این اطلاعات را در یادگیری ماشین ثبت کردند. نتیجه‌ی آن، برنامه‌ای با عنوان “FORECasT” بود که می‌تواند نتایج اصلاح DNA را پیش‌بینی کند.

آلِن -نویسنده‌ی اصلی این مطالعه- می‌گوید: “به کمک این تکنولوژی ما قادر خواهیم بود به دقت، جهش‌های ناشی از ویرایش ژنوم با استفاده از CRISPR-Cas9 را پیش‌بینی کرده و زمان و هزینه‌های مورد نیاز برای ویرایش ژن را کاهش دهیم؛ همچنین استفاده‌ی بهینه‌تری از این فناوری در برنامه‌های درمانی خواهیم کرد.”

این تیم مطالعاتی بر این باور است که از طریق استفاده از این تکنولوژی در بیماری‌هایی مانند هانتیگتون بتوان برخی از پایه‎های نوکلئوتیدی را غیرفعال کرد. همچنین مؤسسه‌ی Wellcome Sanger این امکان را برای محققان فراهم آورده که بتوانند به این فناوری به صورت رایگان دسترسی پیدا کنند.

☑ لینک خبر
☑ لینک مقاله