वाशिंगटन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने सिंथेटिक प्रोटीन को डिजाइन करने के लिए आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) का उपयोग किया है जो एनवीडिया के अनुसार, पारंपरिक एंटी-वेनोम की तुलना में घातक सांप के जहर को तेजी से, अधिक प्रभावी ढंग से और कम लागत पर बेअसर कर देता है। नोबेल पुरस्कार विजेता डेविड बेकर की लैब में कम्प्यूटेशनल बायोलॉजिस्ट सुसाना वज़्केज़ टोरेस द्वारा नेतृत्व किया गया, टीम ने इन प्रोटीनों को गहरे सीखने के मॉडल का उपयोग करके विकसित किया। प्रकृति में प्रकाशित उनके अध्ययन से पता चलता है कि एआई-डिज़ाइन किए गए प्रोटीनों ने प्रयोगशाला परीक्षणों में घातक विष विष से जानवरों को सफलतापूर्वक संरक्षित किया।
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सर्प के उपचार में एआई की भूमिका
“एक सदी से अधिक के लिए, एंटी-वेनोम उत्पादन ने पशु टीकाकरण पर भरोसा किया है, हजारों सांप के दूध और प्लाज्मा अर्क की आवश्यकता होती है। टोरेस और उनकी टीम को एआई-चालित प्रोटीन डिजाइन के साथ इसे बदलने की उम्मीद है, हफ्तों में काम के वर्षों को संपीड़ित करना,” 7 फरवरी, 2025 को एक ब्लॉग पोस्ट में।
तेजी से, सस्ता, और अधिक प्रभावी
NVIDIA AMPERE आर्किटेक्चर और L40 GPU का उपयोग करते हुए, और RFDiffusion और ProteinMPNN जैसे गहरे सीखने के मॉडल, बेकर लैब ने सिलिको में या कंप्यूटर सिमुलेशन में लाखों संभावित एंटीटॉक्सिन संरचनाओं को उत्पन्न किया। एक प्रयोगशाला में इन प्रोटीनों की एक विशाल संख्या की स्क्रीनिंग करने के बजाय, उन्होंने यह अनुमान लगाने के लिए एआई टूल का उपयोग किया कि कैसे डिजाइनर प्रोटीन सांप के जहर विषाक्त पदार्थों के साथ बातचीत करेंगे, तेजी से सबसे होनहार डिजाइनों पर होमिंग करेंगे, एनवीडिया ने समझाया।
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शोधकर्ताओं ने प्रोटीन बनाए जो तीन-उंगली विषाक्त पदार्थों (3ftx) को कसकर बांधते हैं, उनके प्रभावों को बेअसर करते हैं। लैब परीक्षणों ने उनकी स्थिरता की पुष्टि की, और माउस के अध्ययन ने घातक न्यूरोटॉक्सिन के संपर्क में आने के बाद 80-100 प्रतिशत जीवित रहने की दर दिखाई। पारंपरिक एंटी-वेनोम के विपरीत, ये एआई-डिज़ाइन किए गए प्रोटीन छोटे, गर्मी प्रतिरोधी और ठंडे भंडारण के बिना निर्माण करने में आसान थे।
सर्पदंश सालाना 100,000 से अधिक लोगों को मारते हैं, एक और 300,000 पीड़ित गंभीर चोटों के साथ, विशेष रूप से अफ्रीका, दक्षिण एशिया और लैटिन अमेरिका में ग्रामीण समुदायों में। कई पीड़ित पारंपरिक एंटीवेनम को बर्दाश्त या एक्सेस नहीं कर सकते, परिवारों को गरीबी में गहराई से धकेलते हुए।
“पारंपरिक एंटीवेनम्स के विपरीत, जिनकी लागत सैकड़ों डॉलर प्रति खुराक है, कम लागत पर इन एआई-डिज़ाइन किए गए प्रोटीनों का बड़े पैमाने पर उत्पादन करना संभव हो सकता है, जिससे जीवन रक्षक उपचार उपलब्ध हो जाता है, जहां इसकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है,” एनवीडिया ने कहा।
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दवा विकास में एआई की क्षमता
“यह शोध केवल सर्पबिट के बारे में नहीं है। एक ही एआई-चालित दृष्टिकोण का उपयोग वायरल संक्रमण, ऑटोइम्यून रोगों और अन्य हार्ड-टू-ट्रीट स्थितियों के लिए सटीक उपचार डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है, शोधकर्ताओं के अनुसार। एल्गोरिथम सटीकता के साथ ड्रग डेवलपमेंट, एआई का उपयोग करने के लिए एआई का उपयोग करने वाले शोधकर्ताओं ने जीवन-रक्षक दवाओं को दुनिया भर में अधिक सस्ती और सुलभ बनाने के लिए काम कर रहे हैं, “ब्लॉग पोस्ट ने जोर दिया।
नैदानिक परीक्षण और द्रव्यमान उत्पादन
टॉरेस और उनके सहयोगी-जिसमें डेनमार्क के तकनीकी विश्वविद्यालय, उत्तरी कोलोराडो विश्वविद्यालय और लिवरपूल स्कूल ऑफ ट्रॉपिकल मेडिसिन के शोधकर्ता शामिल हैं-अब इन प्रोटीनों को नैदानिक परीक्षणों और बड़े पैमाने पर उत्पादन की ओर अग्रसर करने के लिए काम कर रहे हैं। “यदि सफल होता है, तो यह एआई-संचालित उन्नति जीवन को बचा सकती है, और दुनिया भर के परिवारों और समुदायों को उत्थान कर सकती है,” एनवीडिया ने निष्कर्ष निकाला।
