এআই স্ক্র্যাচ থেকে সম্পূর্ণ নতুন প্রোটিন ডিজাইন করতে পারে—এটি বায়োসিকিউরিটি কথা বলার সময়

দুই দশক আগে, ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইনার প্রোটিন একটি স্বপ্ন ছিল।

এখন, এআইকে ধন্যবাদ, কাস্টম প্রোটিনগুলি এক ডজনের মতো। মেড টু অর্ডার প্রোটিন প্রায়শই নির্দিষ্ট আকার বা উপাদান থাকে যা তাদের প্রকৃতিতে নতুন ক্ষমতা দেয়। দীর্ঘস্থায়ী ওষুধ এবং প্রোটিন-ভিত্তিক ভ্যাকসিন থেকে শুরু করে সবুজ বায়োফুয়েল এবং প্লাস্টিক খাওয়া প্রোটিন, ক্ষেত্রটি দ্রুত একটি রূপান্তরকারী প্রযুক্তি হয়ে উঠছে।

কাস্টম প্রোটিন ডিজাইন গভীর শিক্ষার কৌশলের উপর নির্ভর করে। ওপেনএআই-এর ব্লকবাস্টার চ্যাটজিপিটি-এর পিছনের AI-এর বড় ভাষা মডেলের সাথে-মানুষের কল্পনার বাইরে লক্ষ লক্ষ কাঠামোর স্বপ্ন দেখায়, বায়োঅ্যাকটিভ ডিজাইনার প্রোটিনের লাইব্রেরি দ্রুত প্রসারিত হতে চলেছে।

সম্প্রতি ওয়াশিংটন ইউনিভার্সিটির ডঃ নিল কিং বলেন, “এটি অত্যন্ত ক্ষমতায়ন বলা প্রকৃতি. "যে জিনিসগুলি দেড় বছর আগে অসম্ভব ছিল - এখন আপনি কেবল এটি করেন।"

তবুও মহান শক্তির সাথে মহান দায়িত্ব আসে। যেহেতু নতুন ডিজাইন করা প্রোটিনগুলি ওষুধ এবং জৈব প্রকৌশলে ব্যবহারের জন্য ক্রমবর্ধমানভাবে ট্র্যাকশন লাভ করে, বিজ্ঞানীরা এখন ভাবছেন: এই প্রযুক্তিগুলি যদি খারাপ উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয় তবে কী হবে?

একটি সাম্প্রতিক রচনা বিজ্ঞান ডিজাইনার প্রোটিনের জন্য জৈব নিরাপত্তার প্রয়োজনীয়তা তুলে ধরে। এআই সুরক্ষা সম্পর্কে চলমান কথোপকথনের অনুরূপ, লেখকরা বলেছেন যে জৈব নিরাপত্তা ঝুঁকি এবং নীতিগুলি বিবেচনা করার সময় এসেছে যাতে কাস্টম প্রোটিনগুলি দুর্বৃত্ত না হয়।

প্রবন্ধটি ক্ষেত্রের দুজন বিশেষজ্ঞ দ্বারা লেখা। এক, ডাঃ ডেভিড বেকার, এর পরিচালক প্রোটিন ডিজাইন ইনস্টিটিউট ইউনিভার্সিটি অফ ওয়াশিংটনে, রোজটিটাফোল্ড-এর বিকাশের নেতৃত্ব দেয়—একটি অ্যালগরিদম যা শুধুমাত্র অ্যামিনো অ্যাসিড সিকোয়েন্স থেকে প্রোটিন গঠন ডিকোড করার অর্ধ-দশকের সমস্যাকে ভেঙে দেয়। অন্যটি, হার্ভার্ড মেডিক্যাল স্কুলের ডাঃ জর্জ চার্চ, জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং এবং সিন্থেটিক বায়োলজিতে অগ্রগামী।

তারা পরামর্শ দেয় যে সিন্থেটিক প্রোটিনগুলির প্রতিটি নতুন প্রোটিনের জেনেটিক সিকোয়েন্সে এমবেড করা বারকোড প্রয়োজন। যদি ডিজাইনার প্রোটিনগুলির মধ্যে কোনও একটি হুমকি হয়ে ওঠে- বলুন, সম্ভাব্যভাবে একটি বিপজ্জনক প্রাদুর্ভাবকে ট্রিগার করে - এর বারকোড এটির উত্সটি খুঁজে পাওয়া সহজ করে দেবে।

সিস্টেমটি মূলত "একটি অডিট ট্রেইল" সরবরাহ করে লেখা.

বিশ্বের সংঘর্ষ

ডিজাইনার প্রোটিনগুলি AI এর সাথে অবিচ্ছেদ্যভাবে আবদ্ধ। সম্ভাব্য বায়োসিকিউরিটি নীতিগুলিও তাই।

এক দশকেরও বেশি আগে, বেকারের ল্যাব টপ7 নামে একটি প্রোটিন ডিজাইন এবং তৈরি করতে সফ্টওয়্যার ব্যবহার করেছিল। প্রোটিনগুলি অ্যামিনো অ্যাসিড নামক বিল্ডিং ব্লক দিয়ে তৈরি, যার প্রত্যেকটি আমাদের ডিএনএ-এর ভিতরে এনকোড করা আছে। একটি স্ট্রিংয়ের পুঁতির মতো, অ্যামিনো অ্যাসিডগুলি তারপরে পেঁচানো হয় এবং নির্দিষ্ট 3D আকারে কুঁচকে যায়, যা প্রায়শই অত্যাধুনিক আর্কিটেকচারে মেশ করে যা প্রোটিনের কাজকে সমর্থন করে।

Top7 প্রাকৃতিক কোষের উপাদানগুলির সাথে "কথা বলতে" পারে না - এটির কোন জৈবিক প্রভাব ছিল না। কিন্তু তারপরও দল পর্যবসিত যে নতুন প্রোটিন ডিজাইন করা "প্রোটিন মহাবিশ্বের বৃহৎ অঞ্চলগুলি এখনও প্রকৃতিতে পরিলক্ষিত হয়নি" অন্বেষণ করা সম্ভব করে তোলে।

এআই লিখুন। প্রথাগত ল্যাব কাজের তুলনায় সুপারসনিক গতিতে নতুন প্রোটিন ডিজাইন করার জন্য সম্প্রতি একাধিক কৌশল গ্রহণ করেছে।

একটি হল DALL-E-এর মতো ইমেজ-জেনারেটিং টুলের মতো কাঠামো-ভিত্তিক AI। এই AI সিস্টেমগুলি কোলাহলপূর্ণ ডেটার উপর প্রশিক্ষিত হয় এবং বাস্তবসম্মত প্রোটিন কাঠামো খুঁজে পেতে শব্দ অপসারণ করতে শেখে। ডিফিউশন মডেল বলা হয়, তারা ধীরে ধীরে জীববিজ্ঞানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রোটিন কাঠামো শিখে।

আরেকটি কৌশল বড় ভাষার মডেলের উপর নির্ভর করে। ChatGPT-এর মতো, অ্যালগরিদমগুলি দ্রুত প্রোটিন "শব্দগুলির" মধ্যে সংযোগ খুঁজে পায় এবং এই সংযোগগুলিকে এক ধরণের জৈবিক ব্যাকরণে পাতিত করে। এই মডেলগুলি যে প্রোটিন স্ট্র্যান্ডগুলি তৈরি করে তা সম্ভবত এমন কাঠামোতে ভাঁজ হতে পারে যা শরীর পাঠোদ্ধার করতে পারে। একটি উদাহরণ হল ProtGPT2, যা ইঞ্জিনিয়ার করতে পারেন আকৃতি সহ সক্রিয় প্রোটিন যা নতুন বৈশিষ্ট্যের দিকে পরিচালিত করতে পারে।

ডিজিটাল থেকে শারীরিক

এই AI প্রোটিন-ডিজাইন প্রোগ্রামগুলি বিপদের ঘণ্টা তুলছে। প্রোটিন হল জীবনের বিল্ডিং ব্লক - পরিবর্তনগুলি নাটকীয়ভাবে পরিবর্তন করতে পারে কিভাবে কোষগুলি ওষুধ, ভাইরাস বা অন্যান্য রোগজীবাণুতে প্রতিক্রিয়া জানায়।

গত বছর, বিশ্বজুড়ে সরকারগুলি এআই সুরক্ষা তদারকি করার পরিকল্পনা ঘোষণা করেছিল। প্রযুক্তিটি একটি হুমকি হিসাবে অবস্থান করা হয়নি। পরিবর্তে, আইনপ্রণেতারা সতর্কতার সাথে নীতিগুলি তৈরি করেছেন যা নিশ্চিত করে যে গবেষণা গোপনীয়তা আইন অনুসরণ করে এবং অর্থনীতি, জনস্বাস্থ্য এবং জাতীয় প্রতিরক্ষাকে শক্তিশালী করে। অভিযোগের নেতৃত্বে, ইউরোপীয় ইউনিয়ন সম্মত হয় এআই আইন নির্দিষ্ট ডোমেনে প্রযুক্তি সীমাবদ্ধ করতে।

সিন্থেটিক প্রোটিন সরাসরি প্রবিধানে বলা হয়নি। এটি ডিজাইনার প্রোটিন তৈরির জন্য দুর্দান্ত খবর, যা অত্যধিক বিধিনিষেধের দ্বারা হাঁটু বন্ধ করা যেতে পারে, বেকার এবং চার্চ লিখুন। যাইহোক, নতুন এআই আইনের কাজ চলছে, জাতিসংঘের এআই-এর উপদেষ্টা সংস্থার সাথে নির্দেশিকা শেয়ার করার জন্য আন্তর্জাতিক প্রবিধান এই বছরের মাঝামাঝি।

যেহেতু ডিজাইনার প্রোটিন তৈরি করতে ব্যবহৃত AI সিস্টেমগুলি অত্যন্ত বিশেষায়িত, তারা এখনও নিয়ন্ত্রক রাডারের অধীনে উড়তে পারে - যদি ক্ষেত্রটি স্ব-নিয়ন্ত্রিত করার জন্য বিশ্বব্যাপী প্রচেষ্টায় একত্রিত হয়।

এ 2023 এআই সেফটি সামিট, যা এআই-সক্ষম প্রোটিন ডিজাইন নিয়ে আলোচনা করেছে, বিশেষজ্ঞরা সম্মত হয়েছেন যে প্রতিটি নতুন প্রোটিনের অন্তর্নিহিত ডিএনএ ডকুমেন্ট করা গুরুত্বপূর্ণ। তাদের প্রাকৃতিক প্রতিরূপের মতো, ডিজাইনার প্রোটিনগুলিও জেনেটিক কোড থেকে তৈরি করা হয়। একটি ডাটাবেসে সমস্ত সিন্থেটিক ডিএনএ সিকোয়েন্স লগিং করা সম্ভাব্য ক্ষতিকারক ডিজাইনের জন্য লাল পতাকা চিহ্নিত করা সহজ করে তুলতে পারে-উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি নতুন প্রোটিনের কাঠামো পরিচিত প্যাথোজেনিকগুলির মতো থাকে।

বায়োসিকিউরিটি ডেটা শেয়ারিং স্কোয়াশ করে না। সহযোগিতা বিজ্ঞানের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, তবে লেখকরা স্বীকার করেছেন যে এটি এখনও বাণিজ্য গোপনীয়তা রক্ষা করার জন্য প্রয়োজনীয়। এবং এআই-এর মতো, কিছু ডিজাইনার প্রোটিন সম্ভাব্যভাবে দরকারী কিন্তু প্রকাশ্যে ভাগ করার জন্য খুব বিপজ্জনক হতে পারে।

এই সমস্যাটির চারপাশে একটি উপায় হ'ল সংশ্লেষণের প্রক্রিয়াতে সরাসরি সুরক্ষা ব্যবস্থা যুক্ত করা। উদাহরণস্বরূপ, লেখকরা প্রতিটি নতুন জেনেটিক সিকোয়েন্সে-এলোমেলো ডিএনএ অক্ষর দিয়ে তৈরি একটি বারকোড যোগ করার পরামর্শ দেন। প্রোটিন তৈরি করার জন্য, একটি সংশ্লেষণ মেশিন তার ডিএনএ ক্রম অনুসন্ধান করে, এবং শুধুমাত্র যখন এটি কোডটি খুঁজে পায় তখন এটি প্রোটিন তৈরি করতে শুরু করবে।

অন্য কথায়, প্রোটিনের মূল ডিজাইনাররা নির্বাচন করতে পারেন কার সাথে সংশ্লেষণ ভাগ করবেন—বা আদৌ ভাগ করবেন কিনা—যদিও প্রকাশনায় তাদের ফলাফল বর্ণনা করতে সক্ষম হন।

একটি বারকোড কৌশল যা একটি সংশ্লেষণ মেশিনের সাথে নতুন প্রোটিন তৈরি করে তা নিরাপত্তা বাড়ায় এবং খারাপ অভিনেতাদের বাধা দেয়, সম্ভাব্য বিপজ্জনক পণ্যগুলিকে পুনরায় তৈরি করা কঠিন করে তোলে।

"যদি বিশ্বের কোথাও একটি নতুন জৈবিক হুমকি আবির্ভূত হয়, তাহলে সংশ্লিষ্ট ডিএনএ ক্রমগুলি তাদের উত্সের সাথে চিহ্নিত করা যেতে পারে," লেখক লিখেছেন।

এটি একটি কঠিন রাস্তা হবে। ডিজাইনার প্রোটিন নিরাপত্তা নির্ভর করবে বিজ্ঞানী, গবেষণা প্রতিষ্ঠান এবং সরকারের বৈশ্বিক সহায়তার উপর, লেখকরা লিখেছেন। তবে এর আগেও সাফল্য রয়েছে। গ্লোবাল গ্রুপগুলি অন্যান্য বিতর্কিত ক্ষেত্রে সুরক্ষা এবং ভাগ করে নেওয়ার নির্দেশিকা প্রতিষ্ঠা করেছে, যেমন স্টেম সেল গবেষণা, জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং, ব্রেন ইমপ্লান্ট এবং এআই। যদিও সবসময় অনুসরণ করা হয় না-CRISPR শিশুরা একটি কুখ্যাত উদাহরণ—বেশিরভাগ অংশের জন্য এই আন্তর্জাতিক নির্দেশিকাগুলি অত্যাধুনিক গবেষণাকে নিরাপদ এবং ন্যায়সঙ্গতভাবে এগিয়ে নিয়ে যেতে সাহায্য করেছে৷

বেকার এবং চার্চের কাছে, বায়োসিকিউরিটি সম্পর্কে খোলা আলোচনা ক্ষেত্রটিকে ধীর করবে না। বরং, এটি বিভিন্ন সেক্টরে সমাবেশ করতে পারে এবং জনসাধারণের আলোচনায় জড়িত হতে পারে যাতে কাস্টম প্রোটিন ডিজাইন আরও উন্নতি করতে পারে।

চিত্র ক্রেডিট: ওয়াশিংটন বিশ্ববিদ্যালয়

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://singularityhub.com/2024/01/29/ai-can-design-totally-new-proteins-from-scratch-its-time-to-talk-biosecurity/