تمكن فريق دولي من الباحثين -بقيادة علماء من جامعة سيدني الأسترالية- من اكتشاف قرابة 162 ألفا من فيروسات الحمض النووي الريبوزي دفعة واحدة، باستخدام تقنيات تعلم الآلة، ويعد ذلك هو أكبر عدد من الفيروسات الجديدة التي تم اكتشافها في دراسة واحدة.
ويعتقد الباحثون أن هذا الكشف سيحسن بشكل كبير رسم خرائط الحياة على الأرض، ويمكن أن يساعد في تحديد ملايين الفيروسات الأخرى التي لم يتم تحديدها بعد، في وقت قصير نسبيا.
ورغم أن فيروسات الحمض النووي الريبوزي ترتبط عادة بالأمراض البشرية، فإنها توجد أيضًا في بيئات متطرفة حول العالم وقد تلعب أيضا أدوارًا رئيسية في النظم البيئية العالمية. في هذه الدراسة، وجد الباحثون أنها تعيش في الغلاف الجوي والينابيع الساخنة والفتحات الحرارية المائية.
وحسب الدراسة، التي نشرت في دورية “سيل”، فقد استخدم الباحثون خوارزمية التعلم العميق “لوكابروت”، لفحص كميات هائلة من بيانات الجينات الموجودة في قواعد البيانات بشكل مسبق، لكنها كانت متباينة للغاية لدرجة أن لا أحد يعرف ما هي.
عينات خاصة
وتعمل خوارزمية لوكابورت المستخدمة في هذه الدراسة بطريقة مماثلة لنظام “ألفا فولد” الذي حصل على جائزة نوبل للكيمياء لهذا العام.
وقد دُربت أداة الذكاء الاصطناعي أولا على عدد من العينات، وتم تعريفها بكيفية التفريق بين الفيروسات وغيرها، ثم عرضت عليها كمية بيانات أكبر لتحدد الفيروسات فيها بناء على تسلسلات الجينات والهياكل البروتينية الذي تستخدمها جميع فيروسات الحمض النووي الريبوزي للتكاثر.
وفي المجموع، قام الفريق بتحليل أكثر من 10 آلاف عينة ميتاجينومية للوصول إلى تلك النتائج، وهي عينات تحتوي على المادة الوراثية المستخلصة من مجموعة متعددة من الكائنات الحية الموجودة في بيئة معينة، مثل التربة أو الماء أو جسم الإنسان.
تُجمع العينة أولا من البيئة المستهدفة، مثل عينة من مياه من المحيط أو تربة أو مسحة من الجهاز الهضمي، ثم تُستخلص المادة الوراثية من جميع الكائنات الحية الموجودة في العينة، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والفيروسات.
بعد ذلك تُستخدم تقنيات التسلسل الجيني لتحليل تلك المادة الوراثية، وفي هذه الحالة يفيد الذكاء الاصطناعي بشكل كبير في تسريع هذه التحليلات، بشكل يعتقد العلماء أنه سيسرع من فهمنا للمحيط الفيروسي الهائل الذي نعيش فيه، إذ يعتقد العلماء أن الأرض بها تريليونات الفيروسات التي تتدخل في كل عملية حيوية وغير حيوية وتوجد في كل مكان.
