غوغل تُطلق نموذج ذكاء اصطناعي جديد لفك شيفرة طفرات الحمض النووي

2025/06/27 - 08:21:42am باسم عمور

كشفت شركة غوغل، يوم الأربعاء 26 يونيو 2025، عن نموذج ذكاء اصطناعي متقدم يُعرف باسم AlphaGenome، يُعتبر نقلة نوعية في مجال علم الجينوم وتحليل الطفرات الوراثية. يُعد هذا النموذج الجديد أحد أكثر النماذج تطورًا في تفسير كيف تؤثر الطفرات المفردة في الحمض النووي (DNA) على نشاط الجينات ووظائفها الحيوية.
- AlphaGenome: نظرة شاملة على الجينوم البشري
يمتاز AlphaGenome بقدرته على تحليل كل من المناطق المشفّرة وغير المشفّرة من الجينوم البشري، ما يمنحه تفوقا في تقديم رؤية موحدة وشاملة حول التأثيرات الجينية الدقيقة، وقد تم تصميمه لفهم العلاقات المعقدة بين الطفرات الجينية وتنظيم التعبير الجيني، الأمر الذي يُمكن أن يُحدث ثورة في تشخيص الأمراض الوراثية وتطوير العلاجات الموجهة.
- بنية متقدمة لتفسير معقدات الجينوم
يعتمد النموذج على بنية هجينة تضم:
طبقات التفاف (Convolutional Layers): لاكتشاف الأنماط القصيرة في تسلسل الحمض النووي.
وحدات المحولات (Transformers): لنقل المعلومات بدقة عبر السلاسل الجينية الطويلة.
طبقات تنبؤية: لتحويل الأنماط إلى نتائج دقيقة قابلة للتحليل الطبي.
وخلال تدريب النموذج، استخدمت غوغل وحدات معالجة موتر (TPUs)، وهي شرائح متطورة صممت خصيصا لتسريع مهام الذكاء الاصطناعي، مما مكّن من تدريب النموذج في أقل من 4 ساعات وبنصف تكلفة نماذج سابقة مثل Enformer.
- أداء فائق في الاختبارات العلمية
تم تدريب AlphaGenome باستخدام مجموعات بيانات عامة ضخمة، وأظهر أداءً متفوقا أو مساويا لأفضل النماذج السابقة في 24 من أصل 26 اختبارًا معياريًا. ويستطيع النموذج تحليل ما يصل إلى مليون زوج قاعدي في كل مرة، مع التنبؤ بآلاف الخصائص الجزيئية مثل مواقع ارتباط البروتينات والتعبير الجيني.
- استخدامات طبية وعلمية واعدة
يمتلك AlphaGenome إمكانيات تطبيقية كبيرة في مجالات متعددة، منها:
تصميم الحمض النووي الاصطناعي لتنشيط الجينات في خلايا محددة مثل الخلايا العصبية.
تحليل المتغيرات الجينية النادرة المسببة لأمراض وراثية مستعصية.
دراسة اضطرابات الربط الجيني في أمراض مثل التليف الكيسي وضمور العضلات.
وفي تجربة مثيرة، تنبأ النموذج بدقة بكيفية تأثير طفرة جينية مرتبطة بسرطان الدم على تفاعل بروتين MYB مع الحمض النووي، ما يؤدي إلى تفعيل غير طبيعي لجين TAL1، المعروف بتسببه في سرطان الدم الليمفاوي الحاد في الخلايا التائية.
- تحديات ومحددات AlphaGenome الحالية
رغم التقدم الكبير، فإن AlphaGenome لا يزال في مراحله التجريبية، وغير مُهيأ حاليا لاستخدامات الطب الشخصي أو التشخيص السريري. من أبرز التحديات التقنية:
صعوبة نمذجة التفاعلات الجينية البعيدة (أكثر من 100 ألف قاعدة DNA).
الحاجة إلى تطوير القدرة على التنبؤ بأنماط تنظيم خاصة بأنواع خلايا معينة.
- نسخة تجريبية مفتوحة للباحثين حول العالم
يتوفر الآن AlphaGenome للاستخدام غير التجاري من خلال واجهة برمجة تطبيقات (API) مفتوحة. ودعت غوغل الباحثين والعلماء إلى اختبار النموذج والمساهمة في تحسينه من خلال تغذية راجعة علمية مستمرة، مما يعزز التعاون العالمي في مجالات الوراثة والطب الدقيق.