एआय संपूर्ण कार्यात्मक जीनोमची रचना करते

जीनोम लँग्वेज मॉडेल इव्हो २ ने बॅक्टेरिओफेज ΦX174 चे नवीन कार्यात्मक जीनोम डिझाइन केले आहेत. एआय-निर्मित डिझाइनपैकी सुमारे ३०० डिझाइन प्रयोगशाळेत रासायनिकरित्या संश्लेषित करून तपासण्यात आले. सोळा संश्लेषित फेजेस व्यवहार्य होते आणि ते प्रतिरोधक एशेरिकिया कोलाय सी बॅक्टेरियाविरुद्ध प्रभावी असल्याचे आढळले, ज्यामुळे असे सूचित होते की बॅक्टेरियाच्या प्रतिकाराचा सामना करण्यासाठी फेज थेरपी हा एक पर्याय असू शकतो. विज्ञानातील एक मैलाचा दगड म्हणून, ही पहिलीच वेळ आहे जेव्हा एखाद्या लँग्वेज मॉडेलने संपूर्ण-जीनोम स्तरावर जैविक कार्य डिझाइन केले आहे. 

सुमारे ३ अब्ज वर्षांपासून उत्क्रांती यादृच्छिक उत्परिवर्तन आणि निवडीद्वारे निसर्गातील जैविक प्रणालींची रचना करत आहे. वनस्पती आणि प्राण्यांची जैविक वैशिष्ट्ये घडवण्यासाठी लोकांनी बऱ्याच काळापासून कृत्रिम निवडीचा वापर केला आहे. गेल्या काही दशकांतील आण्विक जीवशास्त्रातील प्रगतीमुळे, जनुकीय अभियांत्रिकी हे आता जैविक प्रणालींची रचना करण्यासाठी एक प्रस्थापित साधन बनले आहे. यासाठी एका कार्यक्षम आणि व्यवहार्य रचनेच्या संरचनात्मक तपशिलांचा अंदाज लावणे आवश्यक असते, जे एक गुंतागुंतीचे आणि आव्हानात्मक कार्य आहे. संबंधित उत्क्रांतीवादी आणि जनुकीय माहितीसह योग्यरित्या प्रशिक्षित केलेल्या आधुनिक एलएलएमची (LLMs) प्रचंड संगणकीय शक्ती, कार्यक्षम जैविक रचनांचा शोध वाढवण्यासाठी उपयुक्त ठरली आहे. 

अलीकडे, जनरेटिव्ह एआयचा उपयोग वैयक्तिक जनुके आणि प्रथिने यांच्या स्तरावर जटिल जैविक प्रणालींची रचना करण्यासाठी केला जात आहे. २०२५ मध्ये, संशोधकांनी दाखवून दिले की उत्क्रांतीविषयक डेटावर मोठ्या प्रमाणावर प्रशिक्षित केलेले एक भाषा मॉडेल नवीन कार्यात्मक प्रथिने तयार करू शकते. त्यांनी ESM3 नावाचे एक प्रोटीन भाषा मॉडेल सादर केले, जे सूचना दिल्यावर प्रथिनांची रचना आणि अमिनो आम्लांचे क्रम तयार करते. प्रथिनांचे क्रम हे प्रथिनाची त्रिमितीय रचना आणि पेशीय कार्य निश्चित करतात. 

जीनोम लँग्वेज मॉडेल्सना जीवनाच्या सर्व डोमेन्समधील लाखो जीनोम्सचा समावेश असलेल्या डीएनएच्या मोठ्या संग्रहांवर प्रशिक्षित केले जाते. परिणामी, हे मॉडेल्स निसर्गातील डीएनए अनुक्रमांना आकार देणाऱ्या उत्क्रांतीविषयक मर्यादा शिकतात. एखादे जीनोम लँग्वेज मॉडेल संपूर्ण कार्यात्मक जीनोम्स निर्माण करू शकते का? 

६ ऑगस्ट २०२६ रोजी प्रसिद्ध झालेल्या एका ताज्या अभ्यासात, संशोधकांनी 'इव्हो १' (Evo 1) आणि 'इव्हो २' (Evo 2) या जीनोम लँग्वेज मॉडेल्सचा यशस्वीपणे वापर करून, वास्तववादी जनुकीय रचना आणि एशेरिकिया कोलाय सी (Escherichia coli C) या जिवाणू यजमानासाठी विशिष्टता असलेले बॅक्टेरिओफेज ΦX174 चे संपूर्ण जीनोम तयार केले आहेत. त्यांनी नैसर्गिक फेज ΦX174 चा डिझाइन टेम्पलेट म्हणून वापर केला. तयार केलेल्या हजारो जीनोम्सचे मूल्यांकन करण्यात आले, त्यापैकी सुमारे ३०० जीनोम्स रासायनिकरित्या संश्लेषित करून प्रयोगशाळेत तपासण्यात आले. सोळा फेजेस व्यवहार्य असल्याचे आढळले. हे व्यवहार्य फेजेस नाविन्यपूर्ण होते आणि या क्षमतेसाठी चाचणी केली असता, त्यांनी ΦX174-प्रतिरोधक ई. कोलायच्या स्ट्रेन्सवर वेगाने मात केली.

या अभ्यासाने जीनोम लँग्वेज मॉडेल्सना एका नव्या उंचीवर नेले आहे, कारण या अभ्यासाने दाखवून दिले आहे की, ही मॉडेल्स डीएनए अनुक्रमांमधील उत्क्रांतीविषयक मर्यादा इतक्या अचूकतेने टिपू शकतात की त्यातून संपूर्ण कार्यात्मक जीनोम तयार करता येतात. तसेच, यामुळे प्रतिरोधक जीवाणूंविरुद्ध बॅक्टेरिओफेज उपचारांसाठी एक पायाभूत मार्गही मोकळा होतो. 

***

संदर्भ:

1. हेस टी. आणिl. २०२५. एका भाषा मॉडेलद्वारे ५० कोटी वर्षांच्या उत्क्रांतीचे अनुकरण. सायन्स. १६ जानेवारी २०२५. खंड ३८७, अंक ६७३६, पृष्ठे ८५०-८५८. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ads0018
2. राजा एसएच आणिl. 2026. जीनोम लँग्वेज मॉडेल्ससह बॅक्टेरिओफेजेसची जनरेटिव्ह डिझाइन. विज्ञान. ६ ऑगस्ट २०२६. खंड ३९३, अंक ६८११. डीओआय: https://doi.org/10.1126/science.aec2657
3. इंगल्सबी टीव्ही आणि हँके एमएस, २०२६. एआय-डिझाइन केलेले व्हायरल जीनोम. विज्ञान ६ ऑगस्ट २०२६. खंड ३९३, अंक ६८११, पृष्ठ ५६३-५६४. डीओआय: https://doi.org/10.1126/science.aej8512
4. एआयने ई. कोलाय मारकाचे एक नवीन मॉडेल तयार केले. स्टॅनफोर्ड रिपोर्ट्स. ६ ऑगस्ट २०२६. येथे उपलब्ध: https://news.stanford.edu/stories/2026/08/evo-2-ai-tool-e-coli-killer-bacteriophages

***

संबंधित लेख: 

1. ब्रेन-कॉम्प्युटर इंटरफेस (बीसीआय): मानवाचे एआय सोबत विलीनीकरण  (०१ मार्च २०२३)
2. सारा: आरोग्य संवर्धनासाठी WHO चे पहिले जनरेटिव्ह AI-आधारित साधन (११ एप्रिल २०१२)
3. जनरेटिव्ह आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स (AI): WHO ने LMM च्या गव्हर्नन्सवर नवीन मार्गदर्शन जारी केले (एक्सएनयूएमएक्स जानेवारी एक्सएनयूएमएक्स)
4. कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) प्रणाली स्वायत्तपणे रसायनशास्त्रात संशोधन करतात (26 डिसेंबर 2023) 
5. जलद आणि कार्यक्षम वैद्यकीय निदानासाठी कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआय) (११ एप्रिल २०१२) 

***