Bilim insanları, yapay zekâ destekli bir sistemin ilk kez sağlıklı memeli hücrelerinde genetik ifadeyi başarıyla kontrol ettiğini açıkladı. Bu buluş, genetik mühendislik ve biyoteknoloji alanlarında devrim niteliğinde bir adım olarak kabul ediliyor.
İspanya’daki Genom Düzenleme Merkezi (CRG) araştırmacıları, doğada daha önce görülmeyen DNA düzenleyici dizileri tasarlayabilen bir yapay zekâ aracı geliştirdi. Bu model, örneğin “bu geni yalnızca kırmızı kan hücrelerine dönüştürülecek kök hücrelerinde aktive et, ancak trombositlerde değil” gibi özel talepleri yerine getirebiliyor. Model, hangi DNA harf kombinasyonlarının (A, T, C, G) belirli hücre türlerinde istenen gen ifadelerini sağlayacağını tahmin ediyor.Araştırmacılar, yaklaşık 250 harften oluşan bu sentetik DNA parçalarını kimyasal olarak sentezleyip, virüs aracılığıyla hücrelere aktarıyorlar.
Çalışmanın kanıt niteliğindeki deneyinde, yapay zekâdan, bazı hücrelerde floresan protein üreten bir geni aktive eden sentetik diziler tasarlaması istendi. Bu diziler, fare kan hücrelerine enjekte edildiğinde, beklenildiği gibi genetik materyale rastgele entegre oldu ve istenen etkiyi gösterdi. Araştırmacılar, bu başarıyı “biyoloji için yazılım yazmak gibi” olarak tanımlıyorlar.
Bu buluş, gen tedavisi geliştiricilerinin, yalnızca ihtiyaç duyulan hücre veya dokularda gen aktivitesini artırma veya azaltma konusunda yeni stratejiler geliştirmelerine olanak tanıyabilir. Ayrıca, tedavilerin etkinliğini artırmak ve yan etkileri azaltmak için bireylerin genetik yapılarını hassas bir şekilde ayarlama yolunda önemli bir adım teşkil ediyor.
Bu çalışma, üretken biyoloji alanında önemli bir kilometre taşıdır. Bugüne kadar bu alandaki ilerlemeler çoğunlukla protein tasarımına odaklanmışken, bu yeni yaklaşım, hücre türüne özgü gen ifadelerini hedef alarak tedavi stratejilerini daha hassas hale getirmeyi vaat ediyor. Gen ifadesi, genetik elemanlar olan “enhancer” adı verilen küçük DNA parçaları tarafından kontrol edilir. Doğal enhancer’lar sınırlı sayıda ve evrimsel baskılarla şekillenmiştir. Yapay zekâ tarafından tasarlanan enhancer’lar, doğada henüz var olmayan ultra-seçici anahtarlar üreterek, sağlıklı hücrelerde istenmeyen etkilerden kaçınan tedavilerin geliştirilmesine olanak tanıyabilir.
Araştırmacılar, bu yeni yaklaşımın, biyoloji dilini anlamak ve hücrelerin “gramer kurallarını” çözmek için büyük veri setleri kullanarak geliştirilmiş bir yapay zekâ modeline dayandığını belirtiyorlar. Bu model, daha önce doğada var olmayan enhancer’ları tasarlayarak, biyolojik sistemleri daha hassas bir şekilde yönlendirme potansiyeline sahiptir.