آنتروپیک می گوید سیستمی شبیه کریسپر را کشف کرده است. حالا چی؟

به گفته آنتروپیک، حدود 950 عامل کلود که به طور همزمان در حال اجرا بودند، توالی های ژنتیکی جالبی را در 21.5 ساعت پیدا کردند. فئودور اورنوف، متخصص ویرایش ژن در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و مدیر تحقیق و توسعه درمانی در موسسه ژنومیکس نوآورانه، می‌گوید: «من صمیمانه از Anthropic به خاطر اطلاع از کشف خود به جهان تمجید می‌کنم. (IGI با Anthropic همکاری می کند، اما با کشف جدید درگیر نبود.) دانشمندان دیگر در مورد این یافته که اولین مورد از یک گروه تحقیقاتی است که در اوایل سال جاری توسط Anthropic تشکیل شده است، مشتاق کمتری هستند.

لو کونگ، استاد دانشگاه استنفورد که بر ادغام هوش مصنوعی در تحقیقات مهندسی ژنوم متمرکز است، می‌گوید: "آزمایش‌ها هنوز در صف هستند. روابط عمومی در حال حاضر فعال است." آنتروپیک که یک آزمایشگاه مرطوب برای کشف مواد مخدر راه اندازی کرده است، واضح است که این یافته پایان کار آن نیست. (این شرکت در یک پست X گفت: «ما هنوز نمی‌دانیم که این سیستم چه کار می‌کند، اما تنها تعداد انگشت شماری از سیستم‌های شناخته شده ویژگی‌های آن را به اشتراک می‌گذارند، و همه آنها قادر به برش، کپی و چسباندن DNA هستند.») یک آزمایش فیزیکی در یک گزارش فنی گنجانده شد که مورد بازبینی همتایان قرار نگرفته است.

با این حال، برای تعیین اهمیت این کشف، کارهای بیشتری باید انجام شود. ناشناخته باقی مانده است که آیا این سیستم آنزیمی می تواند به عنوان یک ابزار ویرایش ژن مورد استفاده قرار گیرد و اگر چنین است، آیا یک ابزار ویرایش ژن مفید است یا خیر. کونگ می‌گوید: «فرض کنیم در ساحل سانتا مونیکا هستیم و سعی می‌کنیم تمام شن‌ها را اسکن کنیم تا یک الماس پیدا کنیم.

"هوش مصنوعی این چیزی را پیدا کرد که بسیار براق به نظر می رسد، و سپس باید به آزمایشگاه برگردید تا بدانید - آیا شیشه است؟ آیا الماس است؟" کلود این شی درخشان را پس از آن پیدا کرد که محققان Anthropic آن را تشویق کردند تا در پایگاه‌های داده ژنومی عظیمی برای «نمونه‌های جالب جدید» از رونوشت‌های معکوس، پروتئین‌هایی که RNA را به DNA کپی می‌کنند، جستجو کند.

این برعکس فرآیند طبیعی در سلول‌های ما است، که در آن DNA به RNA رونویسی می‌شود، اما توسط سایر موجودات در انواع عملکردهای بیولوژیکی، از جمله قرار دادن بخش‌هایی از DNA، استفاده می‌شود. به گفته آنتروپیک، عوامل کلود در ابتدا بیش از 200000 ترانس کریپتاز معکوس احتمالی را شناسایی کردند، و پس از انتخاب چندین هزار ترانس کریپتاز که جدید به نظر می رسیدند، دامنه را حتی بیشتر محدود کردند و در نهایت یک خانواده ترانس کریپتاز معکوس "غیر معمول" را یافتند که حاوی یک منطقه طولانی از توالی های DNA تکرار شونده شبیه Crispr است.

آنتروپیک این سیستم را ART می نامد که مخفف ترانس کریپتازهای معکوس مرتبط با آرایه است. این سیستم در فاژهای جامبو، ویروس‌های بزرگی که باکتری‌ها را آلوده می‌کنند، یافت می‌شود. "من می توانم با چشم یک آرایه تکرار پشت سر هم ببینم ... این یک آرایه Crispr مانند ... تکرار آرایه است؟!" یک عامل هوش مصنوعی نوشت. این نماینده همچنین اذعان کرد که این سیستم می تواند یک رترون باشد، همانطور که در گزارش فنی ذکر شده است. کریسپر و رترون ها هر دو سیستم ایمنی باکتریایی هستند، و در حالی که رترون ها در ویرایش ژن کاربرد دارند، همان چند ابزار کریسپر نیستند.

بنابراین جای تعجب نیست که پست وبلاگ Anthropic مقایسه کریسپر را انجام دهد. ست شیپمن، دستیار محقق در مؤسسه گلادستون، فکر نمی‌کند آنچه آنتروپیک پیدا کرده یک سیستم جدید کریسپر باشد، اما می‌گوید این کشف هنوز جالب است. او می‌گوید: «نکته بدیع این است که چگونه آن را پیدا کردند، نه آنچه که هست.

آزمایشگاه او از رترون ها برای ساخت سیستم های ویرایش ژن استفاده کرده است، بنابراین می توان از رترون ها به این روش استفاده کرد. شناسایی رونوشت‌های معکوس جدید می‌تواند ماه‌ها به استخراج دستی پایگاه‌های داده ژنوم نیاز داشته باشد، بنابراین شیپمن می‌گوید این واقعیت که آنتروپیک توانست این کار را در یک روز انجام دهد، قابل توجه است. اما او هشدار می دهد که این کشف کاملا به یک مدل هوش مصنوعی نسبت داده نشود.

او می‌گوید: «من فکر می‌کنم باید مراقب باشیم که بگوییم کلود به‌طور مستقل چیزی را کشف کرده است، زیرا دانشمندانی در این مطالعه دخیل هستند. در واقع، همین ترانس کریپتاز معکوس قبلا توسط جیسون گیل، میکروبیولوژیست دانشگاه تگزاس A&M و همکارانش در مقاله‌ای در سال 2021 درباره فاژهای جامبو شناسایی شده بود. چیزی که شاید جدید باشد این است که کلود تکرارهایی را در اطراف آن شناسایی کرد که نشان می‌داد این آنزیم ممکن است بخشی از یک سیستم کریسپر مانند باشد. گیل می‌گوید: «این مدل‌ها در یافتن الگوها خوب هستند، بهتر از افرادی که با کره چشم به آن خیره می‌شوند.

"یک فرد می تواند همه این کارها را انجام دهد، اما شما باید از قبل یک فرضیه در ذهن داشته باشید." او می افزاید که به نظر می رسد ART هیچ "رابطه آشکاری" با هیچ سیستم شناخته شده Crispr ندارد و در Anthropic است تا ثابت کند که واقعا فعالیت ویرایش ژنی دارد. Cong با توجه به توانایی هایش در جستجوی الگو، به دانشمندان برای یافتن نوع کامل مشکلی که کلود باید با آن مقابله کند، اعتبار می دهد.

این امکان وجود دارد که این مدل برای پروژه‌های مشابه با داده‌های بزرگ مورد استفاده قرار گیرد، اما این بدان معنا نیست که کلود به طور ناگهانی به انواع اکتشافات در علوم زیستی سرعت می‌بخشد. اینکه این مدل بر روی چه نوع اطلاعاتی آموزش دیده است نیز چیزی نیست که جامعه علمی بتواند ارزیابی کند، که این یافته‌ها را در دوره‌ای که مجلات بزرگ از دانشمندان می‌خواهند آزادانه کد خود را به نام تکرارپذیری منتشر کنند، به‌طور غیرعادی مبهم می‌سازد.

این موضوع همچنین باعث شد محققی که دقیقا روی این آنزیم‌ها مطالعه می‌کرد، مشکوک شود که این مدل بر اساس کار او آموزش دیده است، زیرا او یافته‌های هنوز منتشر نشده را با نسخه عمومی کلود به اشتراک گذاشته بود. (آنتروپیک به نیویورک تایمز گفت: «کلود در مورد رونوشت‌های کاربر آموزش ندیده بود و تیم زیست‌شناسی مولکولی ما نیز چنین دسترسی‌ای ندارد.» حتی اگر کلود چیز بزرگ بعدی را در ویرایش ژن شناسایی کند، باز هم دانشمندان انسانی باید این فرضیه را در آزمایشگاه آزمایش کنند تا آن را ثابت کنند.

در پستی در X در مورد این کشف، داریو آمودی، مدیر عامل آنتروپیک، گفت: "در نهایت ممکن است حتی برای خود کلود نیز این امکان وجود داشته باشد که آزمایش ها را با کنترل مستقل تجهیزات آزمایشگاهی انجام دهد." حتی اگر این امر امکان پذیر باشد، در آینده ای نسبتا دور خواهد بود. (البته این ایده سوالات زیادی را در مورد ایمنی و نظارت ایجاد می کند، و آمودی به سرعت این فکر را با ذکر این نکته که آزمایشگاه های آنتروپیک در پایین ترین سطح ایمنی زیستی قرار دارند، دنبال کرد و بنابراین حاوی هیچ چیز بسیار مضر برای انسان نیستند.) پاسخ ها در این زمینه به سرعت به دست نمی آیند.

25 سال از کشف اولیه توالی کریسپر در باکتری ها در سال 1987 طول کشید تا اینکه جنیفر دودنا و امانوئل شارپنتیه نشان دادند که می تواند ابزار قابل برنامه ریزی برای برش DNA در سال 2012 باشد. تاکنون تنها یک دارو در بازار است که از این فناوری استفاده می کند و در اواخر سال 2023 تأیید شده است.

این گواهی بر قوس طولانی پیشرفت علمی و دشواری های ترجمه یافته های امیدوارکننده علوم پایه به دارو است. محدودیت‌های یافته‌های آنتروپیک نیز به موضوعی اساسی‌تر اشاره می‌کند. چیزی که کریسپر را انقلابی کرد این بود که دانشمندان یک سیستم بیولوژیکی را شناسایی کردند که قبلا ناشناخته بود.

باید دید که آیا هر مدل هوش مصنوعی می‌تواند چیزی مفید بیابد بدون اینکه بداند دقیقا به دنبال چه چیزی است. Cong می‌گوید: «اگر شما یک هوش مصنوعی دارید که فقط بر روی دانش قبل از اینکه مردم Crispr را کشف کنند، آموزش دیده است، و سپس آن AI واقعا Crispr را کشف کرد، به نظر می‌رسد که راه‌اندازی بهتری برای آزمایش یک دانشمند هوش مصنوعی باشد.