সম্প্রতি স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয় এবং আর্ক ইনস্টিটিউটের গবেষকরা বিশ্বের প্রথম সম্পূর্ণরূপে AI-উৎপন্ন জেনোম তৈরি করেছেন। এটি এক প্রকার বিপ্লব হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে, কারণ AI দ্বারা তৈরি নতুন ভাইরাসটি ব্যাকটেরিয়াকে সংক্রমণ করতে এবং ধ্বংস করতে সক্ষম।
আগে বিজ্ঞানীরা AI ব্যবহার করে নির্দিষ্ট প্রোটিন বা ছোট মাল্টি-জিন সিস্টেম ডিজাইন করতে সক্ষম হয়েছিলেন। তবে একটি সম্পূর্ণ জেনোম তৈরি করা অনেক বেশি জটিল। সহজভাবে বলতে গেলে, একটি জেনোমে অনেক আন্তঃক্রিয়াশীল জিন এবং নিয়ন্ত্রণমূলক সুইচ থাকতে হয় যা একটি জীবকে বৃদ্ধি, প্রতিলিপি তৈরি এবং বেঁচে থাকার ক্ষমতা দেয়। বিজ্ঞানীদের জন্য এ পর্যন্ত সবগুলো উপাদান একত্রিত করা বড় চ্যালেঞ্জ ছিল।
আর্ক ইনস্টিটিউটের পোস্টে বলা হয়েছে “জেনোম ডিজাইন করতে হলে একাধিক আন্তঃক্রিয়াশীল জিন এবং নিয়ন্ত্রণ উপাদানকে সমন্বয় করতে হয়, সাথে এমন ভারসাম্য বজায় রাখতে হয় যা পুনরাবৃত্তি, হোস্ট নির্দিষ্টতা এবং বিবর্তনীয় সক্ষমতা নিশ্চিত করে। এই জটিলতা নতুন সীমাবদ্ধতা এবং ব্যর্থতার সম্ভাবনা তৈরি করে যা একক প্রোটিন বা দুই-উপাদান সিস্টেম ডিজাইনের ক্ষেত্রে দেখা যায় না”।
গবেষকরা পরীক্ষার জন্য বেছে নিয়েছিলেন একটি ছোট ভাইরাস ব্যাকটেরিওফেজ ΦX174। এই ভাইরাসটি ই.কোলাই ব্যাকটেরিয়াকে সংক্রমণ করে এবং এর জেনোম খুব ছোট কিন্তু জটিল – মাত্র ৫,৩৮৬ DNA লেটার এবং ১১টি জিন, যাদের অধিকাংশই একে অপরের সঙ্গে ওভারল্যাপ করে।
এটি ১৯৭৭ সালে প্রথমবারের মতো সম্পূর্ণ সিকোয়েন্স করা জেনোম এবং ২০০৩ সালে প্রথমবারের মতো স্ক্র্যাচ থেকে সংশ্লেষিত। এখন এটি AI দ্বারা ডিজাইন হওয়া প্রথম জেনোম।
AI-কে প্রশিক্ষণ দেওয়ার জন্য গবেষকরা একটি জেনোমিক ল্যাঙ্গুয়েজ মডেল ব্যবহার করেছেন যার নাম Evo, এটিতে ভাইরাসের পরিবারের হাজার হাজার জেনোমে ফাইন-টিউন করা হয়েছিল, যাতে এটি ΦX174-এর “ডায়ালেক্ট” বুঝতে পারে। প্রম্পটের মাধ্যমে AI হাজার হাজার সম্ভাব্য জেনোম তৈরি করেছে।
পরবর্তীতে গবেষকরা একটি কাস্টম সফটওয়্যার তৈরি করে নিশ্চিত করেছেন যে প্রতিটি ডিজাইনে সব মূল জিন এবং প্রয়োজনীয় প্রোটিন আছে, যা ই.কোলাই সংক্রমণ সক্ষম। এরপর তারা শত শত AI জেনোম ল্যাবে সংশ্লেষণ করে ব্যাকটেরিয়ায় প্রতিস্থাপন করেন এবং পরীক্ষা করেন এগুলো পুনরাবৃত্তি করতে সক্ষম কিনা। ফলশ্রুতিতে ১৬টি নতুন কার্যকর ভাইরাস উদ্ভূত হয়, যা প্রকৃতিতে কখনো দেখা যায়নি এমন ৩৯২টি মিউটেশন বহন করে।
একটি ডিজাইন এমনকি দূরের আত্মীয় ভাইরাস থেকে DNA-প্যাকেজিং প্রোটিন ধার নিয়েছিল, যা মানব প্রকৌশলীরা আগে চেষ্টা করেও ব্যর্থ হয়েছিল। ক্রায়ো-ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি নিশ্চিত করেছে নতুন প্রোটিন ভাইরাস শেলের ভিতরে সঠিকভাবে কাজ করছে।
Evo মডেলটি ২ মিলিয়ন ভাইরাসে প্রশিক্ষিত হয়েছিল এবং পরে নতুন ভাইরাস ডিজাইনের জন্য ব্যবহার করা হয়। ৩০২টি প্রচেষ্টার মধ্যে ১৬টি ল্যাবে কার্যকর প্রমাণিত হয়। AI-ভাইরাসগুলো এমন জিন সংমিশ্রণ বহন করছিল যা আগে মানব বিজ্ঞানীরা তৈরি করতে ব্যর্থ হয়েছেন।
এই অর্জন জীববিজ্ঞানে একটি নতুন ধাপের সূচনা করেছে। DNA সিকোয়েন্সিং থেকে শুরু করে এটি লেখা এবং এখন ডিজাইন করা পর্যন্ত, এটি একটি নতুন মাইলফলক। AI এখন শিক্ষার, উৎপাদনশীলতা এবং সৃজনশীলতার মতো ক্ষেত্রে সীমাহীন সম্ভাবনা প্রদর্শন করছে। এই গবেষণা প্রমাণ করে, AI বৈজ্ঞানিক আবিষ্কার এবং বিপ্লবী উদ্ভাবনকে কত দ্রুত এগিয়ে নিতে পারে।