Anthropic’in Yapay Zekası Yeni Bir DNA Sistemi Tanımladı

Anthropic’in yapay zeka modeli Claude, bakterileri enfekte eden virüslerin DNA’sında daha önce tanımlanmamış bir enzim sistemi tespit etti. ART (Array-associated reverse transcriptase) adı verilen sistem, CRISPR yapılarını andıran uzun bir DNA tekrar dizisi içeriyor. Ancak araştırmacılar henüz bu yapının biyolojik görevini ve gen düzenleme amacıyla kullanılıp kullanılamayacağını bilmiyor.

Haberi okuduğunuz için teşekkürler, bizi takip etmeyi unutmayın!

Keşif, Anthropic’in yeni yaşam bilimleri araştırma programı kapsamında gerçekleştirildi. Şirketin kurduğu moleküler biyoloji laboratuvarında Claude, büyük DNA veri kümelerini inceleyerek bilinmeyen protein ailelerini ve araştırılmaya değer biyolojik sistemleri belirlemek üzere kullanılıyor. Modelin ortaya çıkardığı hipotezler daha sonra insan bilim insanları tarafından değerlendiriliyor ve laboratuvar deneyleri araştırmacılar tarafından gerçekleştiriliyor.

Claude 200 bin enzimi taradı

Bu çalışmada Claude’a, RNA’yı DNA’ya kopyalayan enzimler olan “revers transkriptaz” (ters transkriptaz) örnekleri arasından sıra dışı sistemleri bulması için geniş kapsamlı bir görev verildi. Yaklaşık 950 Claude ajanı 21 saat boyunca çalışarak 200 binden fazla enzim örneğini inceledi. Sistemler arasından yaklaşık 3.500 aday belirlendi ve daha ayrıntılı incelenmek üzere 20 aday seçildi.

Adaylardan birinin DNA’sı daha yakından incelendiğinde, enzimin geninin yanında düzenli aralıklarla tekrarlanan uzun bir DNA dizisi bulundu. Claude daha sonra tekrarların sayısını ve aralarındaki mesafeyi analiz etti, benzer bilinen sistemlerle karşılaştırdı ve bilimsel literatürdeki kayıtları taradı. Böylece araştırmacıların incelemesine sunulacak potansiyel bir sistem ortaya çıkarıldı.

ART sistemi nasıl görünüyor?

Anthropic’in tanımladığı ART sistemi ağırlıklı olarak bakterileri enfekte eden virüslerde, yani bakteriyofajlarda görülüyor. Yapı üç temel bileşenden oluşuyor: RNA’daki bilgiyi DNA’ya aktarabilen bir enzim, bunun yanında bulunan bir yardımcı gen ve uzun bir DNA tekrar dizisi.

Bu tekrar dizisinin düzeni CRISPR’daki yapılara benziyor. İlk laboratuvar çalışmalarında tekrar bölgesinin birden fazla kısa RNA molekülü ürettiği görüldü. CRISPR sistemlerinde de benzer tekrar dizilerinden RNA molekülleri oluşuyor. Ancak bu yapısal benzerlik, ART’nin CRISPR ile aynı mekanizmaya sahip olduğunu göstermiyor.

ART’deki enzim de tamamen yeni bir keşif değil. Daha önce bir jumbo bakteriyofaj üzerinde tanımlanmıştı. Claude’un ortaya çıkardığı asıl bağlantı, enzimin yanında bulunan DNA tekrarları ve yardımcı proteinin birlikte değerlendirilmesiyle yeni bir sistem olabileceğinin fark edilmesi oldu. Yardımcı proteinin ve tekrar dizilerinden üretilen RNA’ların görevleri ise henüz bilinmiyor.

Yeni bir gen düzenleme aracına dönüşebilir mi?

ART’nin keşfinin önemi şimdilik sahip olduğu potansiyel üzerinde şekilleniyor. Anthropic, sistemin bazı özelliklerinin DNA üzerinde programlanabilir işlemler gerçekleştirebildiği bilinen az sayıdaki biyolojik sistemle benzerlik taşıdığını belirtiyor. Bu gruptaki bazı sistemler DNA’yı kesebiliyor, kopyalayabiliyor veya genetik materyal ekleyebiliyor.

Bununla birlikte ART’nin bu işlemlerden herhangi birini gerçekleştirdiği henüz gösterilmiş değil. Araştırmacıların önceliği, sistemin bakteriyofajlarda doğal olarak hangi görevi üstlendiğini belirlemek. Bunun ardından yapının biyoteknoloji açısından kullanılabilir olup olmadığı değerlendirilecek.

CRISPR’ın geçmişi, bu tür keşiflerin neden önem taşıyabileceğini gösteriyor. Başlangıçta bakterilerin virüslere karşı savunma mekanizmasının bir parçası olarak tanımlanan CRISPR, daha sonra DNA üzerinde hassas değişiklikler yapılmasını sağlayan bir gen düzenleme teknolojisine dönüştü. Teknoloji genetik hastalıklara yönelik tedavilerde de kullanılmaya başlandı. CRISPR, tıptaki en büyük devrimlerden biri olarak kabul ediliyor.