ഇനി രോഗങ്ങള്‍ ഇല്ലാതാകും? ഗൂഗിളിന്റെ ഡീപ്‌മൈന്‍ഡ് 20 കോടി പ്രോട്ടീനുകളുടെ 3ഡി ഘടന ലഭ്യമാക്കി

ലോകത്തെ ഏറ്റവും വലിയ ആര്‍ട്ടിഫിഷ്യല്‍ ഇന്റലിജന്‍സ് (എഐ) വികസിപ്പിക്കല്‍ സംരംഭങ്ങളിലൊന്നായ ഗൂഗിളിന്റെ ഡീപ്‌മൈന്‍ഡ് അതിപ്രധാനമായ ഒരു നേട്ടം കൈവരിച്ചുവെന്ന് റിപ്പോര്‍ട്ട്. ജീവനുളള എല്ലാത്തിലുമുള്ള (living organism) 20 കോടി പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഘടന ശേഖരിച്ച് ആര്‍ക്കും പരിശോധിക്കാവുന്ന രീതിയില്‍ ലഭ്യമാക്കിയെന്ന് ഡെയ്‌ലിമെയില്‍ റിപ്പോര്‍ട്ടു ചെയ്യുന്നു. ഇന്നേവരെ സാങ്കേതികവിദ്യ കൈവരിച്ചിരിക്കുന്ന നേട്ടങ്ങളില്‍ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടവയില്‍ ഒന്നായിരിക്കാം ഇത്. ജീവന്‍ എങ്ങനെയാണ് ഉടലെടുത്തത് എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള അന്വേഷണത്തിനു വരെ ഉതകുന്ന വിവരങ്ങള്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ വിരല്‍ത്തുമ്പില്‍ എത്തിച്ചിരിക്കുകയാണ് ഡീപ്‌മൈന്‍ഡ് എന്നും അനുമാനിക്കുന്നു. ഇതിനു പുറമെ ലോകം നേരിടുന്ന പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യ പ്രശ്‌നത്തിനു പരിഹാരം കാണാൻ സാധിച്ചേക്കുമെന്നും കരുതുന്നു. എങ്ങനെ?

∙ രോഗങ്ങള്‍ക്കെതിരെയുള്ള പോരാട്ടത്തിനും അമൂല്യം

ജീവനുള്ളവ ഉരുത്തിരിഞ്ഞു വന്നത് എന്തെല്ലാം വസ്തുക്കള്‍ അടുക്കിയടുക്കിവച്ചാണ് എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള അന്വേഷണങ്ങള്‍ക്ക് പുതിയ നേട്ടം ആക്കംകൂട്ടും. പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഘടന അറിയാന്‍ പറ്റുന്നതോടെ അത് എങ്ങനെയാണ് ശരീരത്തില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതെന്നു മനസ്സിലാക്കി ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് മുന്നേറാന്‍ സാധിക്കും. അതുവഴി, രോഗവാസ്ഥയില്‍ ഒരു മരുന്ന് എത്ര ഫലപ്രദമാകുമെന്ന്, മുൻപു സാധ്യമല്ലാത്ത രീതിയില്‍ തിട്ടപ്പെടുത്താനാകും. ജീനോം സീക്വന്‍സ്ഡ് ആയിട്ടുള്ള 20 കോടി പ്രോട്ടീന്‍ ഘടനകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങള്‍ നല്‍കാന്‍ സാധിക്കുക എന്നത് മനുഷ്യ ചരിത്രത്തിലെ വലിയൊരു നാഴികക്കല്ലാണെന്ന് ആല്‍ഫബെറ്റ് മേധാവി സുന്ദര്‍ പിച്ചൈയും പ്രതികരിച്ചു.

∙ സാങ്കേതികവിദ്യയും ബയോളജിയും ഒരുമിപ്പിച്ച് പുതിയ ശാസ്ത്രശാഖ

ഗവേഷകര്‍ എത്ര ഉത്സാഹത്തോടെയാണ് പുതിയ കണ്ടെത്തലുകള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത് എന്നത് ഏറെ ആവേശം പകരുന്ന കാര്യമാണെന്ന് ഡീപ്‌മൈന്‍ഡ് മേധാവി ഡെമിസ് ഹാസബിസ് പറയുന്നു. രോഗപരിഹാര മാര്‍ഗങ്ങള്‍ കണ്ടെത്താനും ജീവശാസ്ത്രപരമായ പ്രഹേളികകള്‍ പരിഹരിക്കാനും ജീവന്‍ എങ്ങനെ ഉണ്ടായി എന്നതു കണ്ടെത്താനും ഒക്കെ പുതുവഴി തുറന്നിരിക്കുകയാണ് ഡീപ്‌മൈന്‍ഡ്. ജീവശാസ്ത്രവും സാങ്കേതികവിദ്യയും സമ്മേളിക്കുന്ന 'ഡിജിറ്റല്‍ ബയോളജി' എന്ന പുതിയ ശാസ്ത്ര ശാഖ തന്നെ രൂപപ്പെടുകയാണിപ്പോള്‍ എന്നും ഡെമിസ് പറയുന്നു.

∙ ദുരുപയോഗം ചെയ്‌തേക്കാമെന്ന ഭീതിയും

നിലവില്‍ ഈ ഡേറ്റാബെയ്‌സ് തുറന്നിട്ടിരിക്കുകയാണ്. ഇത് 190 രാജ്യങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള 50,000 ലേറെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നുമുണ്ട്. ഇനി ഇതിന്റെ പല മടങ്ങ് ഗവേഷകര്‍ വിവരങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍ തുടങ്ങും. ഇത്തരം കണ്ടെത്തലുകള്‍ നല്ല കാര്യങ്ങള്‍ക്കു വേണ്ടി മാത്രമല്ല ഉപയോഗിക്കാനാകുക എന്നത് വിസ്മരിക്കാതെയാണ് ഡിപ്‌മൈന്‍ഡിനു പിന്നില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നവര്‍ മുന്നോട്ടു പോകുന്നത്. ഡേറ്റാബേസിലേക്കുള്ള പ്രവേശനം ഭാവിയില്‍ പരിമിതപ്പെടുത്തിയേക്കാം. ജൈവായുധങ്ങള്‍ അടക്കമുള്ള കാര്യങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കാനും പുതിയ വിവരങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചേക്കാം. നിലവില്‍ ഓപ്പണ്‍ സോഴ്‌സ് ആണ് വിവരങ്ങള്‍.

∙ പിന്നില്‍ ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ്

ഡീപ്‌മൈന്‍ഡിന്റെ കീഴില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് (AlphaFold) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന എഐ പ്രോഗ്രാമാണ് പ്രോട്ടീനുകളുടെ അമിനോ ആസിഡ് അനുക്രമത്തില്‍നിന്ന് അതിന്റെ ത്രിമാന ഘടന പ്രവചിക്കുന്നത്. ഡീപ്‌മൈന്‍ഡും യൂറോപ്യന്‍ ബയോഇന്‍ഫോമാറ്റിക്‌സ് ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടും സഹകരിച്ചാണ് ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് ഡിബി യാഥാർഥ്യമാക്കിയത്. ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡിന്റെ കണ്ടെത്തലുകള്‍ ശാസ്ത്ര സമൂഹത്തിന് ഇപ്പോള്‍ സൗജന്യമായി ലഭ്യമാക്കിയിരിക്കുകയാണ്. പുതിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വഴി ലഭിക്കുന്ന വിവരങ്ങളും ഉള്‍ക്കൊള്ളിച്ച് വെബ്‌സൈറ്റ് നിരന്തരം അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഏറ്റവും പുതിയ ഡേറ്റാബേസില്‍ 20 കോടി എന്‍ട്രികളാണ് ലഭ്യമാക്കിയിരിക്കുന്നത്. ഇതാ ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡിലേക്കുള്ള ലിങ്ക്: https://alphafold.com/

∙ ഡീപ്‌മൈന്‍ഡിന്റേത് ചരിത്രപ്രധാനമായ നേട്ടം

ഊര്‍ജതന്ത്രം, രസതന്ത്രം, ജീവശാസ്ത്രം എന്നീ മൂന്നു മേഖലകളും ജീവന്റെ ഉത്പത്തിയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നുണ്ട്. അതില്‍, ജീവശാസ്ത്രത്തിലെ ഏറ്റവും ചരിത്രപ്രാധാനമായ നേട്ടങ്ങളിലൊന്നാണ് ഇപ്പോള്‍ ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് കൈവരിച്ചിരിക്കുന്നതെന്ന് സ്‌ക്രിപ്‌സ് റിസര്‍ച്ച് ട്രാന്‍സ്‌ലേഷനല്‍ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിന്റെ മേധാവി എറിക് ടോപോള്‍ പറഞ്ഞു. ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡിന്റെ നേട്ടമാകട്ടെ ആര്‍ട്ടിഫിഷ്യല്‍ ഇന്റലിജന്‍സിന്റെ ശക്തിയും വെളിപ്പെടുത്തുന്നു. നേരത്തേ ഒരു പ്രോട്ടീനിന്റെ ത്രിമാന ഘടന മനസ്സിലാക്കണമെങ്കില്‍ പോലും മാസങ്ങളോ വര്‍ഷങ്ങളോ വേണ്ടിയിരുന്നു. അത്തരം 20 കോടി വിവരങ്ങള്‍ സെക്കന്‍ഡിനുള്ളില്‍ കണ്ടെത്താമെന്ന ഘട്ടത്തിലേക്ക് എത്തിച്ചിരിക്കുകയാണ് ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ്.

∙ പല നേട്ടങ്ങളും കൈവരിച്ചു കഴിഞ്ഞു

ഈ ചെറിയ കാലയളവില്‍ തന്നെ ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് നിരവധി വന്‍ കണ്ടെത്തലുകള്‍ക്ക് അടിത്തറയിട്ടു. ന്യൂക്ലിയര്‍ പോര്‍ കോംപ്ലക്‌സിന്റെ ഘടന കണ്ടെത്താനായത് അത്തരത്തിലൊരു വലിയ നേട്ടമാണെന്ന് എറിക് പറയുന്നു. ഇപ്പോഴിതാ 20 കോടിയിലേറെ വിവരങ്ങള്‍ ലഭ്യമാക്കുക വഴി പ്രോട്ടീനുകളെക്കുറിച്ചുള്ള മിക്ക വിവരങ്ങളും നല്‍കിയിരിക്കുകയാണ്. ഇനി വരുന്ന ഒരോ ദിവസവുമെന്നോണം ജീവശാസ്ത്രപരമായ നിഗൂഢതകള്‍ അനാവരണം ചെയ്യപ്പെട്ടേക്കാമെന്നും അദ്ദേഹം പറയുന്നു.

രോഗപ്രതിവിധി കണ്ടെത്തുക എന്നു പറയുന്നത് വളരെ വിഷമംപിടിച്ച കാര്യമായിരുന്നു. ഒരു മരുന്ന് ശരീരത്തില്‍ ചെല്ലുമ്പോള്‍ അത് എങ്ങനെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഗവേഷകര്‍ക്ക് ആശങ്കയുണ്ടായിരുന്നു. എന്നു പറഞ്ഞാല്‍ ഒരു മരുന്ന് അല്ലെങ്കില്‍ തന്മാത്ര രോഗകാരണമായ റിസെപ്റ്ററില്‍ മാത്രമാണ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതെന്ന് ഉറപ്പു വരുത്തേണ്ടതുണ്ടായിരുന്നു. പകരം ആ റിസെപ്റ്റര്‍ അടങ്ങുന്ന കുടുംബത്തെയാണ് മരുന്ന് അല്ലെങ്കില്‍ മോളിക്യൂള്‍ ബാധിക്കുക എങ്കില്‍ അത് ശരീരത്തിന് നല്ലതായിരിക്കുകയുമില്ല. ഇവിടെയാണ് ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡിന്റെ പ്രസക്തി ശാസ്ത്രലോകത്തിന് കൈമുതലാകുക. മരുന്നുകള്‍ കണ്ടെത്തുന്നതിന് പുതിയ വഴി തന്നെയാണ് ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് തുറന്നിരിക്കുന്നതെന്ന് ന്യൂ യോര്‍ക്കിലെ ഷ്രോഡിങ്ഗര്‍ ഗവേഷണശാലയിലെ കാരെന്‍ അകിന്‍സാന്യായും പറയുന്നു.

∙ പ്ലാസ്റ്റിക് മലിനീകരണവും പരിഹരിക്കുമോ?

ലോകം ഇന്നു നേരിടുന്ന ഏറ്റവും വലിയ വിപത്തുകളിലൊന്ന് പ്ലാസ്റ്റിക് മലിനീകരണമാണ്. ഏകദേശം 400 ടണ്‍ പ്ലാസ്റ്റിക്കാണ് ഒരോ വര്‍ഷവും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നത്. ഇതുമൂലം ഉണ്ടാകുന്ന പ്രശ്‌നങ്ങള്‍ക്കും അദ്ഭുതകരമായ പരിഹാരം കാണാന്‍ വരും വര്‍ഷങ്ങളില്‍ ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡിന്റെ ഡേറ്റാബേസ് ഉപയോഗിച്ചാല്‍ സാധിച്ചേക്കുമെന്ന് ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു. പോര്‍ട്‌സ്മൗത് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ സെന്റര്‍ ഫോര്‍ എന്‍സീം ഇനവേഷന്‍ ആണ് വളരെ സവിശേഷമായ ഒരു പരിഹാരമാര്‍ഗം വികസിപ്പിച്ചു വരുന്നത്. സമ്പൂര്‍ണമായി ചാക്രികമായ പ്ലാസ്റ്റിക് സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ എന്നാണ് അവര്‍ അതിനുപേരു നല്‍കിയിരിക്കുന്നത്.

പ്ലാസ്റ്റിക്കിന്റെ പോളിമറുകളെ വിഘടിപ്പിക്കുന്നതിനായി മെറ്റബോളിസത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന പ്രോട്ടീനുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാനാണ് ഗവേഷകര്‍ ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്. അതുവഴി പ്ലാസ്റ്റിക് 100 ശതമാനവും അതിന്റെ പൂര്‍വാവസ്ഥയിലേക്ക് പുനഃചംക്രമണം ചെയ്യാനാണ് ഉദ്ദേശ്യം. കടലില്‍ അടിഞ്ഞുകൂടി പ്രശ്‌നം ഉണ്ടാക്കുന്നതിനു പകരം പഴയ പ്ലാസ്റ്റിക്കില്‍ നിന്ന് കൂടുതല്‍ മെച്ചപ്പെട്ട പ്ലാസ്റ്റിക് ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാനാകുമോ എന്നും ഗവേഷകര്‍ അന്വേഷിക്കുന്നുണ്ട്.

∙ ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡിന് രണ്ട് വേര്‍ഷന്‍സ്

ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് സോഫ്റ്റ്‌വെയറിന് രണ്ടു പ്രധാന വേര്‍ഷനുകളാണ് ഉള്ളത്. ആദ്യത്തേത് 2018ലെ ഗവേഷകരുടെ കൂട്ടായ്മയുടെ പേരായിരുന്നു. ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് 2 വരുന്നത് 2020 ല്‍ ആയിരുന്നു. ആ വര്‍ഷം നവംബറില്‍ 50 വര്‍ഷത്തോളമായി ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ അന്വേഷിച്ചുവന്ന പ്രോട്ടീന്‍ ഫോള്‍ഡിങ് പ്രശ്‌നത്തിന് പരിഹാരം കാണുകയുമുണ്ടായി. ആറ്റങ്ങളുടെ തലത്തിലുള്ള കൃത്യതയോടെ ഇത് പരിഹരിക്കുകയായിരുന്നു ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ്. 2021 ജൂലൈ 15 ന് ആണ് ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് പ്രോട്ടീന്‍ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള അതീവ കൃത്യമായ പ്രവചനം നടത്താനുളള പ്രാപ്തി നേടി എന്നറിയിച്ചുള്ള ലേഖനം നേച്ചര്‍ മാസികയില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്. മൊത്തം സിസ്റ്റം എങ്ങനെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നു എന്നതു പ്രതിപാദിക്കുന്ന 60 പേജ് വരുന്ന അധിക വിവരങ്ങളും പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.

∙ മൊത്തം പ്രോട്ടിയോമെയെക്കുറിച്ചുമുള്ള വിവരങ്ങള്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു

തുടര്‍ന്ന് ഒരാഴ്ചയ്ക്കു ശേഷം നേച്ചർ മാഗസിനിൽ മനുഷ്യനിലെ പ്രോട്ടിയോമെ (proteome-മനുഷ്യ ശരീരത്തിലെ എല്ലാ പ്രോട്ടീനുകളെക്കുറിച്ചും) ഘടനയെ കുറിച്ചുള്ള പ്രവചനങ്ങള്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. താമസിയാതെ ഡീപ്‌മൈന്‍ഡ് ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് പ്രോട്ടീന്‍ സ്ട്രക്ചര്‍ ഡേറ്റാബേസ് അവതരിപ്പിച്ചു. ശാസ്ത്ര മേഖലയിലുള്ളവര്‍ക്കായി 350,000 ലേറെ പ്രോട്ടീന്‍ ഘനടനകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങളാണ് തുറന്നിട്ടത്. അടുത്ത ഘട്ടത്തില്‍ 400,000 പ്രോട്ടീന്‍ സ്ട്രക്ചറിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങളും ലഭ്യമാക്കി. നേരത്തേ ലഭ്യമായിരുന്നതിന്റെ ഇരട്ടിയിലധികം വിവരങ്ങള്‍. 2022 ജനുവരി വരെ ആഗോള തലത്തിലുള്ള 300,000 ലേറെ ഗവേഷകരാണ് ഇത് പ്രയോജനപ്പെടുത്തിവന്നത്.

∙ ജൂലൈ 28ന് 20 കോടി ഘടനകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങള്‍

2022 ജൂലൈ 28 ന് ഇത്തരത്തിലുള്ള 20 കോടിയിലേറെ ഘടനകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങളാണ് ആല്‍ഫാഫോള്‍ഡ് ലഭ്യമാക്കിയിരിക്കുന്നത്. മരുന്നു നിര്‍മാണത്തിലും മറ്റും വരും പതിറ്റാണ്ടുകളില്‍ വന്‍ മാറ്റങ്ങള്‍ പ്രതീക്ഷിക്കാമെന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ കരുതുന്നത്.

English Summary: DeepMind AI Lab Releases 200 Million 3D Images of Proteins