בינה מלאכותית יכולה להוציא את ההכשה מרעל הנחשים.
באמצעות בינה מלאכותית, מדענים עיצבו חלבונים שאומרים שהם לא כל כך מהירים לרעלים המופעלים על ידי קוברה ונחשים ארסיים אחרים. זוהי גישה הוכחה למושג שיכולה להציע יום אחד טיפול חדש להכשות נחש. בניסויי מעבדה, החלבונים מותאמים אישית הצילו את חייהם של עכברים שקיבלו מנה קטלנית אחרת של רעלים, חוקרים מדווחים על 15 בינואר בטֶבַע.
החלבונים האלה "באמת עושים את העבודה שלהם", אומר מייקל הוסט, חוקר נוגדנים באוניברסיטה הטכנית של בראונשווייג בגרמניה, שלא היה מעורב במחקר החדש. "העכברים שורדים. זה מה שכולנו רוצים".
העבודה מייצגת את היישום האחרון של העבודה בחיים האמיתיים שזיכה את שלושה מדענים. בשנת 2022, הביוטכנולוגי הרפואי טימותי ג'נקינס זיהה טביעה מקדימה מהמעבדה של דיוויד בייקר, ביוכימאי בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון בסיאטל ואחד מקבלי פרס נובל. ההדפסה המוקדמת שתוארהחלבונים בעיצוב AI הנדבקים כמו דבק על למולקולות ספציפיות.
זה עורר רעיון. האם הבינה המלאכותית יכולה לחשוב על עיצוב שנצמד - ומנטרל - רעלני ארס נחשים?
ג'נקינס, מהאוניברסיטה הטכנית של דנמרק בלינגבי, בילה שנים בניסיון לפתח טיפולים חדשים להכשות נחש. ברחבי העולם, הכשות נחש הורגות כ-100,000 אנשים מדי שנה. נחשים ארסיים יכולים להעביר סופת שלגים של רעלים באמצעות הכשתם. חלק מהמסוכנים ביותר כוללים מולקולות הנקראות רעלני שלוש אצבעות, שעלולות לשתק שרירים, להרגיע את לב האנשים ואת יכולתם לנשום. קיימים נוגדי ארס, אבל הטכנולוגיה מיושנת, אומר ג'נקינס. "אין בזה הרבה כסף, אז לא הרבה חדשנות נמשכה."
יצרני אנטי ארס נוכחיים חולבים נחשים כדי לחלץ את הארס שלהם, וזה "כמו טיפול ברימון יד חי", הוא אומר. מנה קטנה של הארס הזה מוזרקת לסוס או חיה גדולה אחרת, שממנה קוטפים מאוחר יותר יצרנים נוגדנים.
כאשר ניתנים לקורבן הכשת נחש, הנוגדנים הללו נקשרים לרעלני ארס וסוגרים אותם. אבל ייצור אנטי ארס הוא יקר וגוזל זמן, ולכן מדענים חיפשו שיטות אחרות. אפשרות אחת שנראתה הצלחה לאחרונה היא סריקת אוסף עצום של.
בעזרת AI, מדענים יכולים לבנות במהירות ובחסכוניות חלבונים ממוקדי רעל מאפס. ג'נקינס ובייקר התחברו כדי ליצור חלבונים מותאמים אישית באמצעות מודל AI מחולל בשם RFdiffusion. זהו כלי חינמי לעיצוב חלבון שחולק דמיון מסוים עם ה-AI שיוצרים תמונות. במקום להעלות תמונה של האפיפיור במעיל נפוח, RFdiffusion יכולים לרקוח עיצובי חלבון התואמים מולקולה שמדענים רוצים לכוון אליה.
הצוות של בייקר אימן בעבר את המודל על כל מבני החלבון הידועים ורצפי חומצות האמינו שלהם, מחרוזת אבני הבניין המולקולריות המתקפלות לצורת 3-D של חלבון. לאחר מכן, החוקרים פירקו את הצורות הללו באופן חישובי. זה לימד את המודל כיצד להרכיב חלבון שלם ממרכיביו, כמו ללמוד כיצד לבנות מנוע מכונית על ידי פירוקו.
בייקר וג'נקינס ביקשו מה-AI לעצב חלבונים שיעלו על רעלני ארס. אחר כך הם ייצרו את החלבונים במעבדה. כמו מכסה מגנטי המכסה את קצה המפתח כך שהוא לא נכנס יותר למנעול, החלבונים המסונתזים מנעו מהרעלן לעגן לתאים.
הצוות הזריק ל-20 עכברים את החלבונים המותאמים אישית 15 דקות לאחר מנה קטלנית של רעלני קוברה או במקביל לרעלנים. כל עכבר שרד. "היינו מאוד מאוד נרגשים מזה", אומר ג'נקינס. זו הייתה הדגמה ברורה של כוחות החלבונים. בשלב הבא, הצוות רוצה לפתח את החלבונים שלו למוצר אמיתי שהוא יוכל לבדוק באנשים. מדענים יצטרכו להבטיח שהחלבונים המותאמים אישית בטוחים, ואינם נקשרים באופן בלתי צפוי ברקמות אנושיות, אומר הוסט.
ג'נקינס מסכים. המחקר החדש הוא רק צעד ראשון למניעת נזקי הארס. "זה היה רק הוכחה שהטכנולוגיה החדשה ביותר הזו עובדת", הוא אומר.
