استخدام الذكاء الصناعي في تحليل كميات ضخمة من البيانات البيولوجية

طبق الباحثون في جامعة ميزوري نموذجًا للذكاء الصناعي والذي استُخدِم سابقًا في تحليل كيفية تحريك لاعبي الرابطة الوطنية لكرة السلة NBA لأجسامهم والآن في مساعدة العلماء في تطوير علاجات دوائية جديدة في العلاج الطبي للسرطان والأمراض الأخرى.

يستطيع نوعٌ من الذكاء الصناعي، المسمى بالشبكة العصبونية الخطية، مساعدة العلماء في تسريع الوقت اللازم للتدقيق خلال الكميات الكبيرة من البيانات الناتجة من الدراسة الديناميكية للبروتين.

هذه المنهجية تستطيع إضافة طرق جديدة للتعرف على المواقع الهدف على البروتينات كي تعمل الأدوية بشكل أكثر كفاءة، كما قال دونغ إكسو أستاذ الأوصياء المتميزين (أعلى المراتب الأكاديمية في جامعة ميزوري) من قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب في جامعة ميزوري للهندسة وأحد المؤلفين لهذه الدراسة.

يقول إكسو: «سابقًا قد يملك مصممي الأدوية المعرفة حول زوج من الأماكن على الهيكل البروتيني لاستهدافها بعلاجاتهم».

«تتمثل النتيجة الحديثة لهذه الطريقة في تحديد المسار بين المناطق المختلفة لبنية البروتين الأمر الذي قد يسمح للعلماء الذين يصممون الأدوية برؤية مواقع هدف ممكنة إضافية لإيصال علاجاتهم المستهدفة وهذا من الممكن أن يزيد من فرصة نجاح العلاج».

قال إكسو إنهم يستطيعون أيضًا محاكاة كيف يمكن للبروتينات التغير وفقًا للظروف المختلفة مثل عملية تطور السرطان ومن ثم استخدام تلك المعلومات في استنتاج علاقاتهم مع الوظائف الجسدية الأخرى.

«مع تقنية تعلم الآلة نستطيع دراسة التداخلات المهمة من خلال المناطق المختلفة لبنية البروتين».

قال إكسو: «توفر طريقتنا استعراضًا منهجيًا للبيانات المشاركة عند دراسة البروتين بالإضافة إلى حالة طاقة البروتين التي تفيد في تحديد أي إمكانية لتأثير الطفرة وهذا مهم لأن طفرات البروتين بإمكانها تعزيز حدوث السرطانات وتطور الأمراض في الجسم».

«الاستدلال الترابطي العصبي [نموذج غير خاضع للإشراف يستنتج بنية متفاعلة من بيانات المراقبة ويتعلم ديناميكيات النظام] لتعلم التفاعلات الفراغية واسعة المدى في البروتينات من عمليات المحاكاة الديناميكية الخلوية» التي نُشرت في دورية «Nature Communications».

كما ساهم في هذه الدراسة كل من جيوكسين وانغ من جامعة ميزوري وجينغ إكسوان زهو وويويهان من جامعة جيلين في الصين.

جاء تمويل هذه الدراسة عن طريق المجلس الصيني للمنح ومشروع التعاون الخارجي لمقاطعة جيلين والتي استِخدمت لدعم جينغ إكسوان زهو لإجراء هذا البحث في جامعة ميزوري بالإضافة للمعهد الوطني للعلوم الطبية العامة التابع للمعاهد الوطنية للصحة.