AI-ზე ორიენტირებული მეტაგენომიური ჩარჩო გვპირდება პლანეტის ფარული მიკრობების დამუშავებას
მეფე აბდულა მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის (KAUST) მკვლევარებმა, საერთაშორისო კონსორციუმთან თანამშრომლობით, გამოაქვეყნეს პროგნოზირების ჩარჩო, რომელიც აერთიანებს მეტაგენომიურ თანმიმდევრობას ხელოვნური ინტელექტის მოდელებთან, რათა წარმართოს მანამდე დაუმუშავებელი ბაქტერიების და არქეების გაშენება. ნაშრომი, რომელიც აღწერილია Phys.org-ზე 11 მაისს, ეხება მიკრობიოლოგიაში დიდი ხნის წინანდელ დაბრკოლებას: მიკრობული სახეობების 99%-ზე მეტი ცნობილია მხოლოდ დნმ-ის ფრაგმენტებიდან.
ჩარჩო სკანირებს ფართომასშტაბიანი გარემოსდაცვითი დნმ-ის მონაცემთა ბაზებს, ამოიღებს გენომიურ ხელმოწერებს, რომლებიც მიუთითებს ზრდის მოთხოვნილებებზე და აწვდის მათ წარმატებულ ლაბორატორიულ კულტურებზე გაწვრთნილ ღრმა სწავლის მოდელში. შემდეგ AI გვთავაზობს მედიის ოპტიმალურ კომპოზიციებს, ტემპერატურულ დიაპაზონს და კოკულტურ პარტნიორებს თითოეული სამიზნე ორგანიზმისთვის.
წამყვანმა ავტორმა დოქტორმა ფატიმა ალ-მანსურმა განმარტა: „ჩვენი ალგორითმი 85%-იანი სიზუსტით პროგნოზირებს მინიმალურ მკვებავ კოქტეილს, რომელიც საჭიროა მოცემული მიკრობის „არაკულტურული“ მდგომარეობიდან გამოსაყვანად“. თანაავტორმა პროფესორმა დანიელ კლეინმა დაამატა, რომ მეთოდი უკვე იძლევა მეთან-ჟანგვის ახალი არქეების იზოლატებს ღრმა ზღვის ნალექის ნიმუშებიდან.
მიკრობული ეკოლოგები აღნიშნავენ, რომ ამ ფარული ტაქსონების განბლოკვამ შეიძლება მოახდინოს რევოლუცია ბიოტექნოლოგიაში, ახალი ანტიბიოტიკებიდან ბიოსაწვავის გზებისკენ. მაქს პლანკის ინსტიტუტის პროფესორმა ელენა გომესმა გააფრთხილა, რომ „მიდგომა პროგნოზირებისას მაინც მოითხოვს განმეორებით ლაბორატორიულ ვალიდაციას და ზოგიერთი მეტაბოლური დამოკიდებულება შეიძლება ძალიან რთული იყოს მიმდინარე მოდელებისთვის“.
გუნდი შეამოწმებს ჩარჩოს ნიადაგის ნიმუშების მსოფლიო კოლექციაზე საპილოტე პროგრამაში, რომელიც დაგეგმილია 2026 წლის ბოლოს, რომლის მიზანია მინიმუმ 100 ახალი შტამის კულტურაში შემოტანა. წარმატება შეიძლება მიეწოდოს გლობალურ ძალისხმევას, როგორიცაა დედამიწის მიკრობიომის პროექტი და აცნობოს კლიმატის მოდელირების კვლევებს, რომლებიც ეყრდნობა ზუსტ მიკრობული ფუნქციონალურ მონაცემებს.