ديبمايند تطوّر علامات خفية للبروتينات المصممة آلياً

أعلن فريق جوجل ديب مايند عن تطوير أداة جديدة باسم SynthIDBio تهدف إلى دمج علامات مائية خفية في البروتينات المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي، في خطوة تهدف إلى تعزيز الأمان الحيوي وسلامة البيانات في مجال البيولوجيا التركيبية. وقد نُشرت تفاصيل هذه التقنية في مجلة نيتشر، لمعالجة الفجوة الرقمية في التحقق من أصالة الجزيئات البيولوجية وحماية حقوق الملكية الفكرية الناتجة عن التصميم الآلي. تعتمد الأداة على دمج نوعين من العلامات الرقمية مباشرة في بيانات التصميم. فعند توليد تسلسل بروتيني، تُخفى العلامة كرمز سري ضمن ترتيب الأحماض الأمينية. أما في حالة التنبؤ بالبنية ثلاثية الأبعاد، فتنمذج العلامة كنمط غير مرئي ضمن الإحداثيات المكانية لذرات البروتين. وللتحقق من الفعالية في البيئة المعملية، قام الفريق بتصنيع رابط بروتيني مموّه يستهدف ثلاثة جزيئات حيوية، تشمل جزءاً من بروتين سبايك الخاص بفيروس كورونا، وبروتيناً بشرياً منظماً لنمو الأوعية الدموية، وآخر للتحكم في الاستجابة المناعية. أظهرت النتائج المعملية أن إضافة العلامات المائية لم تؤثر على الوظيفة البيولوجية للبروتينات أو دقة هياكلها ثلاثية الأبعاد. التصقت جميع النسخ المموّهة بأهدافها بكفاءة مساوية للنسخ الأصلية، وسجلت أداة الكشف دقة مئة بالمئة في تحديد التسلسلات، وتجاوزت نسبة تسعة وتسعين فاصلة ثمانية بالمئة في التعرف على الهياكل ثلاثية الأبعاد. على الرغم من نجاح التقنية كأثبت مفهوم يحافظ على الكفاءة والوظيفة، إلا أن الإصدار الحالي للعلامة ثلاثية الأبعاد يظل حساساً لعمليات تعديل البنية القياسية المعروفة بـ الاسترخاء الهيكلي، والتي قد تعطل النمط الرقمي. ويعتزم الفريق معالجة هذا القصور مستقبلاً عبر دمج عمليات الاسترخاء بشكل صريح في خوارزميات التدريب. تفتح SynthIDBio آفاقاً جديدة لتطبيق معايير التوثيق الرقمي والأمان الحيوي، مما يحد من مخاطر إساءة استخدام الجزيئات المصممة آلياً أو انتشار البيانات العلمية المغلوطة. ويتوفر الكود المصدري المفتوح لإصدار علامة التسلسل البروتيني على منصة جيت هب لتمكين الباحثين من تبني التقنية وتطويرها في مساراتها العلمية والأمنية.