Yapay Zeka Kobra ve Engerek Zehirlerine Karşı Bir Panzehir Geliştirdi
Yılan sokmaları dünyanın pek çok yerinde önemli bir ölüm ve sakatlık nedenidir. Dünya Sağlık Örgütü yılan ısırığını, dang ve kuduz gibi hastalıklarla birlikte öncelikli tropikal hastalıklar arasında saymıştır.
Bilim insanları, kobraların, engereklerin ve diğer ölümcül yılanların zehirlerinde bulunan toksinlerin etkilerini engelleyebilecek mini proteinler geliştirmek için yapay zeka modellemesi kullandılar.
Yapay zeka kullanılarak oluşturulan proteinler, her yıl yaklaşık 100.000 kişinin ölümüne neden olan ve hala bir asır önce olduğu gibi tedavi edilen yılan ısırıklarına yardımcı olacak yeni nesil ilaçların temelini oluşturabilir.
Nature dergisinde yayınlanan çalışma, makine öğreniminin hesaplamalı protein tasarımının verimliliğini ne ölçüde artırdığının bir göstergesidir.
Eskiden tamamlanması aylar ya da yıllar alan ve birçoğu on yıllar boyunca çözülemeyen görevler (başka bir proteini başarıyla bloke eden yeni bir protein tasarlamak gibi) artık saniyeler içinde çözülebiliyor.
La Jolla, Kaliforniya’daki Scripps Research’te immünolog olan ve çalışmaya katılmayan Joseph Jardine, “Bu biraz korkutucu” diyor. – “Bilim insanları ‘kimse bunu nasıl yapacağını bilmiyor’ durumundan gerçek bir sorunu ele alan deneysel çalışmalara kelimenin tam anlamıyla haftalar içinde geçtiler.”
Yılan ısırıklarını tedavi etme yöntemleri yüzyıldan fazla bir süredir çok az değişti – çoğu yılan zehriyle aşılanmış at ve koyunlardan alınan kan serumundaki antikorlara dayanıyor.
Bu panzehirler güvenlik ve etkinlik açısından farklılık göstermekte ve hastanede özel eğitimli personel tarafından uygulanmaları gerekmekte, bu da kullanımlarını sınırlamaktadır.
Seattle’daki Washington Üniversitesi’nde hesaplamalı biyofizikçi olan David Baker, 2022’nin sonlarında laboratuvarı, o zamandan beri bu yüzyıllık sorunun üstesinden gelmek için önemli bir araç haline gelen bir protein yaratma programı olan RFdiffusion’ı ortaya çıkardığında yılan ısırığı tedavileri geliştirmeyi düşünmüyordu.
DALL-E ve Midjourney gibi yapay zeka görüntüleme araçlarından esinlenen program, kanser ve otoimmün hastalıklarla ilişkili olanlar da dahil olmak üzere hedef proteinlere sıkıca bağlanan küçük bağlayıcı proteinler tasarlayabildiğini kanıtladı.
Baker’ın laboratuvarında biyokimyacı olan Susana Vazquez Torres, RFdiffusion’ın yılan ısırıklarının tedavisini iyileştirip iyileştiremeyeceğini merak etti.
Yılan zehirleri felce ve doku hasarına neden olan çeşitli protein toksinlerinden oluştuğu için, bunlara bağlanabilen proteinler bunları etkisiz hale getirmeye yardımcı olabilir.
Vazquez-Torres, Baker ve meslektaşları, kobraları, mambaları ve engerekleri içeren bir aile olan elapid yılanları tarafından üretilen üç tür toksinin kilit bölgelerini tanıyan “mini bağlayıcılar” geliştirmek için RFdiffusion kullandılar.
Araştırmacılar, yılan zehiri toksinlerine sıkıca bağlanan mini bağlayıcılar belirledi. Laboratuvar hücreleri üzerinde yapılan ileri deneyler, mini bağlayıcıların, kas ve sinir hücrelerinde bulunan nörotransmitterleri hedef alan zehir bileşenlerinin etkilerini nötralize ettiğini gösterdi. Toksin proteinlerinin bu etkisi, doku hasarına neden olan şeydir.
Araştırmacılar elde ettikleri mini bağlayıcıları ve yılan toksinlerini karıştırarak farelere ölümcül dozda enjekte ettiler. Ancak hayvanların korunduğu görüldü.
Yılan ısırığını daha yakından taklit eden deneylerde araştırmacılar, hayvanlara ölümcül dozda toksin enjekte edildikten 15 dakika sonra aynı mini bağlayıcıları enjekte ettiler, ancak tüm hayvanlar hayatta kaldı.
Yaşam Hattı
Yapay zeka tarafından geliştirilen proteinlerin etkili yılan ısırığı tedavileri haline gelmesi için hala uzun bir zaman geçmesi gerekecek, ancak bilim adamları bunların çeşitli avantajları olduğunu söylüyor.
Laboratuarda oluşturulan mini bağlayıcılar çok kararlı olma eğilimindedir, bu nedenle mevcut panzehirlerin aksine kullanmak için muhtemelen soğutma gerektirmeyeceklerdir. Mini bağlayıcılar, endüstriyel tesislerdeki bakteriler kullanılarak düşük maliyetle üretilebilir.
Ancak bilim insanlarının hedef aldığı toksinler, kobraların ve diğer elapidlerin zehirlerinin yalnızca bazı bileşenleridir. Joseph Jardine’e göre, etkili bir panzehir fosfolipaz adı verilen bütün bir toksin sınıfını bloke etmelidir.
Vazquez Torres, panzehirin, insanları kurtarmak için kullanılacağı bölgelerde yaşayan yılanların zehrine bağlı olarak bileşimi değişecek olan bir mini bağlayıcılar kokteyli olacağına inanıyor.
Baker’ın ekibi, yapay zeka tarafından geliştirilen panzehirlerin klinik deneylere nasıl taşınacağını araştırıyor. Amaç, tehlikeli yerlerdeki herkesin yanlarında dolu bir panzehir şırıngası bulundurması ve bir ısırıktan hemen sonra hayat kurtarıcı bir doz uygulayabilmesidir. Bu hala çok uzak bir hedef, ancak bilim insanları bunun başarılabilir olduğuna inanıyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Yapay Zeka Kobra ve Engerek Zehirlerine Karşı Bir Panzehir Geliştirdi
Yapay Zekanın İnsan Zekası Seviyesine Ulaşıp Ulaşmadığı Nasıl Kontrol Edilir?