هوش مصنوعی نانوحاملی شبیه به ویروس طراحی کرد
به گزارش آتی جو، با تقلید از ساختار ویروس ها، محققان نانوحامل هایی طراحی کردند که می تواند در ژن درمانی مورد استفاده قرار گیرد.
به گزارش آتی جو به نقل از ایسنا، محققان با استفاده از هوش مصنوعی (AI) و با تقلید از ساختارهای پیچیده ویروس ها، پلت فرم درمانی نوآورانه ای بوجود آورده اند. تحقیقات پیشگامانه آنها در مجله Nature انتشار یافته است.
ویروس ها به صورت منحصربه فردی برای محصور کردن مواد ژنتیکی در پوسته های پروتئینی کروی طراحی شده اند و آنها را قادر می سازند تا تکثیر شوند و به سلول های میزبان حمله کنند و اغلب سبب بیماری می شوند. محققان با الهام از این ساختارهای پیچیده، پروتئین های مصنوعی مدل سازی شده از روی ویروس ها را بررسی نموده اند.
این «نانو قفس ها» رفتار ویروسی را تقلید می کنند و به صورت مؤثر مواد ژن درمانی را به سلول های هدف می رسانند. با این وجود، نانوقفس های موجود با چالش های مهمی روبرو هستند. اندازه کوچک آنها مقدار مواد ژنتیکی را که می توانند حمل کنند، محدود می کند، و طرح های ساده امکان انجام چند کار را، مشابه پروتئین های ویروسی، ندارد.
برای رفع این محدودیت ها، این تیم تحقیقاتی از طراحی محاسباتی مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده کردند. در حالیکه بیشتر ویروس ها ساختارهای متقارنی را نشان می دهند، اما عدم تقارن ظریفی هم دارند. این تیم با استفاده از هوش مصنوعی، این خصوصیت های ظریف را بازسازی کردند و برای نخستین بار نانوقفس ها را با موفقیت در اشکال چهار وجهی، هشت وجهی و بیست وجهی طراحی کردند.
نانوساختارهای حاصل از چهار نوع پروتئین مصنوعی تشکیل شده اند که ساختارهای پیچیده ای را با شش رابط پروتئین-پروتئین مجزا می سازند. دراین میان، ساختار بیست وجهی با قطری تا ۷۵ نانومتر، به علت توانایی خود در نگهداری مواد ژنتیکی سه برابر بیشتر از ناقل های انتقال ژن معمولی، مانند ویروس های در رابطه با آدنو (AAV) متمایز بوده و پیشرفت قابل توجهی در ژن درمانی نشان می دهند.
نتایج تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی تایید نمود که نانوقفس های طراحی شده با هوش مصنوعی به ساختارهای متقارن دقیقی دست یافته اند. آزمایش های عملکردی توانایی آنها را در رساندن مؤثر محموله های درمانی به سلول های هدف نشان دادند و راه را برای کاربردهای پزشکی عملی هموار کردند.
پروفسور سانگمین لی اظهار داشت: «پیشرفت های حوزه هوش مصنوعی درهای تازه به سمت عصر جدیدی از تحقیقات باز کرده است که در آن ما می توانیم پروتئین های مصنوعی را برای رفع نیازهای بشر طراحی و مونتاژ نماییم. ما امیدواریم این پژوهش نه تنها توسعه ژن درمانی را تسریع کند، بلکه سبب پیشرفت در واکسن های نسل بعدی و سایر نوآوری های زیست پزشکی شود.»
در این پروژه، پروفسور لی با پروفسور دیوید بیکر، برنده جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۴ از دانشگاه واشنگتن، همکاری کرد.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب