هوش مصنوعی EVO 2، طراحی DNA با هوش مصنوعی

روز گذشته  از هوش مصنوعی EVO-2 رونمایی شد. مدل EVO-2 با همکاری دانشگاه استنفورد و موسسه Arc و شرکت NVIDIA توسعه داده شده است. هوش مصنوعی Evo 2 یکی از پیشرفته‌ترین مدل‌های یادگیری ماشینی است که تاکنون در زیست‌شناسی ساخته شده است. این مدل قادر است ژنوم‌های جدید را از صفر طراحی کند و DNA را با دقت بالا تحلیل کند.

هوش مصنوعی EVO-2 چگونه کار می‌کند؟

مدل Evo 2 هوش مصنوعی به زبان ساده، مثل یک دستگاه بسیار پیشرفته است که می‌تواند “رمزگشایی” کند از اطلاعات ژنتیکی موجودات زنده. این مدل می‌تواند ساختار DNA، RNA و پروتئین‌ها را تجزیه و تحلیل کرده و حتی پیش‌بینی کند که تغییرات در ژن‌ها چگونه می‌تواند بر سلامت یا ویژگی‌های یک موجود تأثیر بگذارد.

DNA از دو بخش اصلی تشکیل شده است: کدهای پروتئینی (Coding DNA) که دستور ساخت پروتئین‌ها را دارند و ناحیه‌های غیرکدکننده (Non-Coding DNA) که فعالیت ژن‌ها را تنظیم می‌کنند. این نواحی تعیین می‌کنند که هر ژن چه زمانی و چگونه روشن یا خاموش شود.

مدل Evo 2 قادر است این دو نوع توالی را شناسایی و تحلیل کند و حتی ژنوم‌های کاملاً جدید و سفارشی طراحی کند. این ویژگی به دانشمندان امکان می‌دهد ژنوم‌های مصنوعی ایجاد کرده و از آن‌ها برای تحقیقات پزشکی، زیست‌فناوری و بهبود ساختار ژنتیکی موجودات زنده استفاده کنند.

کاربردهای Evo 2 در علم و فناوری

بدون شک هوش مصنوعی Evo 2 با چنین قدرت و قابلیت‌هایی، می‌تواند تحولات بسیاری ایجاد کند. در ادامه برخی از مهمترین کاربردهای هوش مصنوعی EVO-2 را مرور می‌کنیم.

تحول در پزشکی با EVO-2

یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های Evo 2، تحلیل جهش‌های ژنتیکی و بررسی تأثیر آن‌ها بر بیماری‌ها است. این مدل می‌تواند تغییرات در DNA را شناسایی کند و پیش‌بینی کند که آیا این تغییرات می‌توانند باعث بروز بیماری شوند یا خیر

برای مثال، Evo 2 توانسته است جهش‌های ناشناخته در ژن BRCA1، که با سرطان سینه مرتبط است، را با دقت ۹۰٪ شناسایی کند. این قابلیت به دانشمندان کمک می‌کند تا جهش‌های ژنتیکی مضر را بهتر تشخیص دهند و روش‌های درمانی جدیدی برای بیماری‌های ژنتیکی توسعه دهند.

در آینده، این فناوری می‌تواند در تشخیص زودهنگام بیماری‌ها، طراحی داروهای هدفمند و توسعه روش‌های درمانی شخصی‌سازی‌شده نقش مهمی ایفا کند.

کشاورزی و زیست‌فناوری

Evo 2 می‌تواند در بهبود محصولات کشاورزی و افزایش مقاومت گیاهان در برابر تغییرات محیطی نقش مهمی داشته باشد. این مدل قادر است ژن‌هایی را که باعث افزایش مقاومت گیاهان در برابر خشکی، سرما یا بیماری‌های گیاهی می‌شوند، شناسایی کند.

این اطلاعات می‌تواند به زیست‌فناوران و کشاورزان کمک کند تا محصولاتی با عملکرد بالاتر، کیفیت بهتر و مقاومت بیشتر در برابر شرایط سخت محیطی تولید کنند.

به عنوان مثال، می‌توان از Evo 2 برای طراحی گونه‌های گیاهی جدیدی که به کود و آب کمتری نیاز دارند و در برابر آفات مقاوم‌تر هستند، استفاده کرد. این پیشرفت می‌تواند به حل بحران‌های جهانی غذا و مقابله با تغییرات اقلیمی کمک کند.

طراحی ژنوم‌های جدید و مهندسی زیستی

یکی از هیجان‌انگیزترین کاربردهای Evo 2، توانایی آن در طراحی ژنوم‌های مصنوعی است. دانشمندان از این مدل برای شبیه‌سازی ژنوم‌های پیچیده مانند ژنوم باکتری Mycoplasma genitalium و میتوکندری انسان استفاده کرده‌اند.

این یک گام مهم به سوی ساخت موجودات زنده مهندسی‌شده است که می‌توانند در زیست‌فناوری، پزشکی و محیط‌زیست کاربرد داشته باشند. اگرچه ژنوم‌های تولیدشده توسط Evo 2 هنوز به طور کامل قابل استفاده در سلول‌های زنده نیستند، اما با پیشرفت این مدل‌ها، ممکن است در آینده بتوانیم میکروب‌های سفارشی برای تولید دارو، جذب آلودگی‌های محیطی یا حتی طراحی اندام‌های مصنوعی ایجاد کنیم.

کشف داروهای جدید و درمان‌های نوآورانه

هوش مصنوعی Evo 2 می‌تواند در طراحی داروهای جدید و درمان‌های زیستی نقش کلیدی ایفا کند. این مدل قادر است ساختارهای مولکولی جدیدی را پیش‌بینی کند که می‌توانند در ساخت داروهای مؤثرتر و ایمن‌تر استفاده شوند.

به عنوان مثال، از این فناوری می‌توان برای طراحی مولکول‌هایی که به‌طور دقیق روی سلول‌های سرطانی اثر می‌گذارند و کمترین آسیب را به سلول‌های سالم وارد می‌کنند، استفاده کرد. همچنین، با کمک Evo 2 می‌توان پروتئین‌های درمانی جدیدی را برای مقابله با بیماری‌های ژنتیکی و خودایمنی طراحی کرد.

زیست‌فناوری و محیط‌زیست

علاوه بر کاربردهای پزشکی و کشاورزی، Evo 2 می‌تواند در حفظ محیط‌زیست و توسعه راهکارهای پایدار نیز مؤثر باشد. این مدل می‌تواند برای طراحی میکروارگانیسم‌هایی که قادر به تجزیه پلاستیک، جذب دی‌اکسید کربن از جو یا تولید سوخت‌های زیستی هستند، استفاده شود. چنین پیشرفت‌هایی می‌توانند به کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی و توسعه انرژی‌های پایدار کمک کنند.

EVO-2 ، با قدرتی حیرت‌انگیز

مدل Evo 2 از نظر فنی یکی از بزرگ‌ترین مدل‌های هوش مصنوعی زیستی است که تاکنون توسعه یافته است. این مدل با ۹.۳ تریلیون حرف DNA از ۱۲۸ هزار ژنوم آموزش دیده و برای پردازش این حجم عظیم از داده‌ها، از زیرساخت‌های محاسباتی قدرتمند شامل هزاران پردازنده گرافیکی  شرکت NVIDIA استفاده شده است.

تخمین زده می‌شود که این مدل روی ابررایانه‌های مجهز به تراشه‌های A100 و H100 شرکت NVIDIA اجرا شده باشد که برای پردازش موازی حجم بالای داده‌های زیستی بهینه شده‌اند.

همچنین، Evo 2 از معماری‌های پیشرفته یادگیری عمیق، مشابه مدل‌های زبانی بزرگ مانند Transformer، بهره می‌برد و توانایی تحلیل دنباله‌های DNA تا فاصله یک میلیون جفت‌باز را دارد، که امکان پردازش ژنوم‌های پیچیده‌تر را فراهم می‌کند. این مدل به‌صورت متن‌باز ارائه شده و از طریق وب‌سایت‌های علمی و کدهای قابل دانلود در اختیار پژوهشگران قرار گرفته است.