વિજ્ઞાન ક્ષેત્રે મોટી ક્રાંતિ: AI ની મદદથી બનાવાયા કુદરતમાં અસ્તિત્વ ન ધરાવતા 16 નવા વાયરસ, બેક્ટેરિયા સામે મળશે રક્ષણ

AI Created Viruses | કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા (Artificial Intelligence – AI) ના ક્ષેત્રમાં વિજ્ઞાન જગત માટે એક અત્યંત મહત્વપૂર્ણ અને ઐતિહાસિક સિદ્ધિ નોંધાઈ છે. સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટી (Stanford University) અને કેલિફોર્નિયા સ્થિત આર્ક ઈન્સ્ટીટ્યુટ (Arc Institute) ના વૈજ્ઞાનિકોએ એક એવું કારનામું કરી બતાવ્યું છે જેણે બાયોટેકનોલોજી (Biotechnology) અને સિન્થેટિક બાયોલોજી (Synthetic Biology) ના ભવિષ્યને સંપૂર્ણપણે બદલી નાખ્યું છે.

વૈજ્ઞાનિકોએ આર્ટિફિશિયલ ઈન્ટેલિજન્સ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને એવા નવા વાયરસ (Viruses) નું નિર્માણ કર્યું છે જે કુદરતમાં ક્યાંય અસ્તિત્વ ધરાવતા નથી. ‘સાયન્સ’ (Science) જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા અને ‘ધી ન્યૂ યોર્ક ટાઈમ્સ’ (The New York Times) દ્વારા રિપોર્ટ કરાયેલા આ સંશોધન અનુસાર, AI એ બેક્ટેરિયાને નષ્ટ કરી શકે તેવા સંપૂર્ણપણે કાર્યરત વાયરસના જીનોમ (Genome) તૈયાર કર્યા છે.

આ સંશોધનના વડા અને સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટીના આસિસ્ટન્ટ પ્રોફેસર ડૉ. બ્રાયન હાઈ (Brian Hie) અને તેમની ટીમે ‘ઈવો 1’ (Evo 1) અને ‘ઈવો 2’ (Evo 2) નામના જીનોમિક લેંગ્વેજ મોડેલ્સ (Genome Language Models) નો ઉપયોગ કર્યો હતો.

આ AI મોડેલ્સ પણ મોટા ભાષાકીય મોડેલ્સ (Large Language Models – LLM) જેવા જ સિદ્ધાંતો પર કામ કરે છે, પરંતુ શબ્દો કે લખાણને બદલે તેમને કુદરતમાં મળતા લાખો વાયરસ અને જીવોની ડીએનએ (DNA) સિક્વન્સ પર તાલીમ આપવામાં આવી હતી.

આ AI મોડેલ્સે બેક્ટેરિયા પર હુમલો કરતા વાયરસ, જેને બેક્ટેરિયોફેજ (Bacteriophages) કહેવાય છે, તેમના ડીએનએ બંધારણને ઊંડાણપૂર્વક સમજીને સંપૂર્ણપણે નવા કોડ તૈયાર કર્યા હતા.

સંશોધકોએ મુખ્યત્વે ઈ.કોલાઈ (E. coli) બેક્ટેરિયાને સંક્રમિત કરતા ‘PhiX174’ (ΦX174) નામના જાણીતા નાના બેક્ટેરિયોફેજને મોડેલ તરીકે પસંદ કર્યો હતો.

AI દ્વારા હજારો જીનોમિક ડિઝાઇન તૈયાર કરવામાં આવી હતી, જેમાંથી સંશોધકોએ લગભગ 302 જેટલી ડિઝાઇન લેબોરેટરીમાં કેમિકલ સિન્થેસિસ (Chemical Synthesis) દ્વારા ડીએનએ માં રૂપાંતરિત કરી હતી. જ્યારે આ AI-નિર્મિત જીનોમને ઈ.કોલાઈ બેક્ટેરિયામાં દાખલ કરવામાં આવ્યા, ત્યારે તેમાંથી 16 વાયરસ સંપૂર્ણપણે કાર્યરત (Viable) સાબિત થયા. આ 16 વાયરસ કોષની અંદર પોતાની પ્રતિકૃતિ (Replication) બનાવવામાં અને બેક્ટેરિયલ સેલ્સ (Bacterial Cells) ને નષ્ટ કરવામાં સફળ રહ્યા હતા.

આ શોધ વૈશ્વિક આરોગ્ય ક્ષેત્રે મોટી તબીબી ક્રાંતિ લાવી શકે છે. હાલમાં સમગ્ર વિશ્વમાં સુપરબગ્સ (Superbugs) એટલે કે એન્ટિબાયોટિક-રેસિસ્ટન્ટ બેક્ટેરિયા (Antibiotic-Resistant Bacteria) નો ભય સતત વધી રહ્યો છે. સામાન્ય એન્ટિબાયોટિક (Antibiotics) દવાઓ સામે પ્રતિરોધક ક્ષમતા કેળવી ચૂકેલા બેક્ટેરિયાની સારવાર માટે ફેજ થેરાપી (Phage Therapy) ખૂબ ઉપયોગી સાબિત થઈ શકે છે. પ્રયોગશાળામાં જ્યારે સામાન્ય વાયરસ સામે પ્રતિરોધક ક્ષમતા મેળવી ચૂકેલા ઈ.કોલાઈ બેક્ટેરિયા પર આ 16 AI વાયરસનું મિશ્રણ (Cocktail) છોડવામાં આવ્યું, ત્યારે તેણે સફળતાપૂર્વક તે બેક્ટેરિયાનો નાશ કર્યો હતો.

બાયોસિક્યુરિટી (Biosecurity) અને નૈતિક જોખમોને ધ્યાનમાં રાખીને સંશોધકોએ અત્યંત સાવચેતી વર્તી હતી. AI મોડેલના ટ્રેનિંગ ડેટા (Training Data) માંથી માનવો, પ્રાણીઓ કે વનસ્પતિઓને નુકસાન પહોંચાડી શકે તેવા વાયરસના જીનોમ ડેટાને સંપૂર્ણપણે બાદ કરવામાં આવ્યા હતા. માત્ર બેક્ટેરિયા પર અસરો કરતા ફેજ વાયરસનો જ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. તેમ છતાં, આ ટેકનોલોજીના કારણે બાયોવેપન્સ (Bioweapons) કે ખતરનાક રોગચાળો ફેલાવતા પેથોજેન્સ (Pathogens) ડિઝાઈન થવાના જોખમો અંગે વિજ્ઞાનીઓ વચ્ચે મોટી ચર્ચા જાગી છે.

નિષ્ણાતોના મતે, અગાઉ AI નો ઉપયોગ માત્ર પ્રોટીન ડિઝાઇન (Protein Design) કે જીન એડિટિંગ (Gene Editing) પૂરતો સીમિત હતો, પરંતુ પ્રથમ વખત AI એ એક આખો જીવંત વાયરસ જીનોમ કોડેડ કરી બતાવ્યો છે. આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ ભવિષ્યમાં નવી દવાઓ બનાવવામાં, કેન્સર સારવારમાં અને પર્યાવરણીય સફાઈ માટે વિશિષ્ટ માઇક્રોબ્સ (Microbes) તૈયાર કરવામાં થઈ શકશે. આ સંશોધન વિજ્ઞાન ક્ષેત્રે કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તાની શક્તિ અને બાયોલોજીના સંગમનું ઉત્તમ ઉદાહરણ પૂરું પાડે છે.