नवी दिल्ली : सुमारे आठ वर्षांपूर्वी गुगलच्या 'डीपमाइंड' (Deepmind) या संशोधन संस्थेने जीवशास्त्राच्या गूढ जगाचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली होती. या संशोधनाला मोठे यश मिळून २०२४ मध्ये डीपमाइंडचे सह-संस्थापक डेमिस हसाबीस आणि संशोधक जॉन जंपर यांना रसायनशास्त्रातील नोबेल पुरस्काराने सन्मानित करण्यात आले. त्यांनी 'अल्फाफोल्ड' (AlphaFold) या एआय तंत्रज्ञानाच्या मदतीने प्रथिनांची त्रिमितीय (3D) रचना कशी असते, याचा अचूक अंदाज लावून विज्ञानाच्या क्षेत्रात एक नवा इतिहास रचला होता. आता याच यशाच्या पुढे पाऊल टाकत, डीपमाइंडने प्रथिनांच्या अभ्यासाकडून मानवी जनुकांसारख्या (ह्युमन जीनोम) अधिक व्यापक आणि गुंतागुंतीच्या विषयाकडे आपले लक्ष वळवले आहे.
याच प्रवासातील पुढील महत्त्वाचा टप्पा म्हणून डीपमाइंडने 'अल्फाजीनोम ॲटलास' (AlphaGenome Atlas) हे कृत्रिम बुद्धिमत्तेवर (AI) आधारित नवीन व्यासपीठ लाँच केले आहे. आपल्या डीएनएमधील सूक्ष्म अक्षरांमध्ये बदल झाल्यावर मानवी शरीरावर आणि आरोग्यावर त्याचा नेमका काय परिणाम होतो, हे समजून घेण्यासाठी हे टूल जगभरातील वैज्ञानिकांना मदत करेल. येत्या काळात हे तंत्रज्ञान जीवशास्त्राच्या कक्षा रुंदावून विविध आजारांवर नवीन आणि प्रभावी उपचार शोधण्याच्या प्रक्रियेला मोठी गती देईल, असा विश्वास व्यक्त केला जात आहे.
कोट्यवधी डीएनएमधील बदलांचा डिजिटल नकाशा
मानवी शरीर कसे कार्य करते, याच्या सर्व सूचना आपल्या डीएनएमध्ये (DNA) लिहिलेल्या असतात; त्यामुळे डीएनएला शरीराचे एक मोठे 'मार्गदर्शक पुस्तक' मानले जाते. हे पुस्तक मुख्यत्वे A, C, G आणि T या चार रासायनिक अक्षरांच्या मदतीने तयार झालेले असते. मानवी जीनोममध्ये या अक्षरांच्या तब्बल तीन अब्ज जोड्या असतात. डीएनएमधील या तीन अब्ज अक्षरांपैकी एका जरी अक्षरात सूक्ष्म बदल झाला, तरी काही वेळा त्याचा शरीरावर काहीच फरक पडत नाही. परंतु, अनेकदा या छोट्याशा बदलामुळे संपूर्ण जनुकांचे कार्य बिघडू शकते आणि माणूस गंभीर आजाराला बळी पडू शकतो. वैद्यकीय क्षेत्रापुढील सर्वात मोठे आव्हान म्हणजे या बदलांचे अथांग प्रमाण होय. मानवी शरीरात एका अक्षराच्या बदलामधून जवळपास नऊ अब्ज वेगवेगळे प्रकार निर्माण होऊ शकतात. प्रयोगशाळेत या प्रत्येक बदलाचा प्रत्यक्ष अभ्यास करणे अत्यंत कठीण आणि वेळेचा अपव्यय करणारे आहे. हीच अडचण दूर करण्यासाठी 'अल्फाजीनोम ॲटलास'ची निर्मिती करण्यात आली आहे. डीपमाईंडने दिलेल्या माहितीनुसार, या नऊ अब्ज संभाव्य बदलांमुळे शरीरातील जैविक प्रक्रियांवर काय परिणाम होऊ शकतो, याचे सर्व अंदाज या व्यासपीठावर आधीच उपलब्ध करून देण्यात आले आहेत. त्यामुळे वैज्ञानिकांना आता प्रत्येक बदलाचे संशोधन शून्यापासून नव्याने करण्याची गरज उरणार नाही, तर त्यांच्या हाती अभ्यासासाठी एक तयार डिजिटल नकाशा उपलब्ध झाला आहे.
मुंबई: मराठा आरक्षणाच्या मागण्यांसाठी आंदोलन करणारे मनोज जरांगे यांच्या १५ मागण्यांपैकी १२ मागण्या सरकारने मान्य केल्या असून, त्यांच्या ...
आजारांसाठी कारणीभूत ठरणारे डीएनए बदल शोधणे सोपे
वैज्ञानिकांसमोर नऊ अब्ज शक्यतांचा डोंगर उभा राहिल्यावर नक्की कोणत्या बदलाबद्दल संशोधन करायचे हे ठरवणे सोपे नसते. त्यामुळे हजारो शक्यतांमधून सर्वात महत्त्वाचे आणि धोकादायक बदल कोणते, हे ओळखणे गरजेचे होते. या समस्येवर मात करण्यासाठी डीपमाइंडने 'अल्फाजीनोम व्हेरियंट इम्पॅक्ट' (AVI) नावाचा एक विशेष स्कोअर विकसित केला आहे. ही सिस्टीम डीएनएमधील बदलाचे महत्त्व ओळखून त्याला एक गुण (Score) देते. यामुळे संशोधकांना कोणत्या जनुकीय बदलाचा शरीरावर जास्त वाईट परिणाम होऊ शकतो हे ओळखणे आणि त्यावर लक्ष केंद्रित करणे शक्य होते.
विशेष म्हणजे, ही एआय सिस्टीम थेट प्रथिने तयार करणाऱ्या डीएनएच्या छोट्या भागाचा अभ्यास तर करतेच, पण प्रथिने न बनवणाऱ्या मोठ्या भागाचेही विश्लेषण करते. जनुक कधी आणि कसे काम करेल याचे नियंत्रण याच मोठ्या भागातून होत असल्याने, त्याचा अभ्यास करणे वैद्यकीय संशोधनात अत्यंत महत्त्वाचे मानले जाते.
दुर्मीळ आजारांपासून ते सामान्य लक्षणांपर्यंतचे अचूक निदान
डीपमाइंडच्या माहितीनुसार, ज्या दुर्मीळ आजारांचे कारण आजवर वैज्ञानिकांना सापडले नव्हते, त्यांचा शोध घेण्यासाठी एव्हीआय (AVI) स्कोअरचा वापर करण्यात आला. या तंत्रज्ञानामुळे 'DNM1' नावाच्या जनुकातील एका सूक्ष्म बदलाचा शोध लागला, ज्याचा संबंध लहान मुलांमधील गंभीर अपस्माराच्या (Epileptic Encephalopathy) आजाराशी आहे. त्यानंतर प्रयोगशाळेत केलेल्या प्रत्यक्ष चाचण्यांमध्ये एआयचा हा अंदाज अगदी बरोबर असल्याचे सिद्ध झाले. केवळ दुर्मीळ आजारच नाही, तर सामान्य मानवी लक्षणांचा अभ्यास करण्यासाठीही या ॲटलासचा उपयोग केला जात आहे. 'यूके बायोबँक'मधील ५४,००० पेक्षा जास्त सहभागी लोकांच्या डेटावर आधारित एका अभ्यासात, दुर्मीळ जनुकीय बदलांचे त्यांच्या जैविक परिणामांनुसार वर्गीकरण करण्यात आले. यामुळे प्रथिनांशी थेट संबंध नसलेल्या भागातही २२ टक्के अधिक जनुकीय संबंध शोधण्यात संशोधकांना यश आले आहे.
एआयवर आधारित जगातील सर्वात मोठा जनुकीय डेटाबेस
डीपमाइंडने स्पष्ट केले आहे की, अल्फाजीनोम ॲटलास हा तब्बल १-पेट्राबाईटचा (1-Petabyte) प्रचंड मोठा डेटासेट आहे. आकाराच्या दृष्टीने विचार केल्यास, हा डेटासेट आधीच्या 'अल्फाफोल्ड डेटाबेस'पेक्षा ३० पट मोठा आहे. कंपनीने हा डेटा शैक्षणिक आणि बिगर-व्यावसायिक संशोधनासाठी आपल्या अधिकृत वेबसाईटवर मोफत उपलब्ध करून दिला आहे. लवकरच 'गुगल क्लाउड'च्या माध्यमातून व्यावसायिक वापरासाठीही तो उपलब्ध केला जाईल. अल्फाफोल्डने वैज्ञानिकांना प्रथिनांची रचना समजून घेण्यास मदत केली होती, तर आता 'अल्फाजीनोम ॲटलास' डीएनएच्या कोडमधील सूक्ष्म बदल मानवी जीवशास्त्रावर कसा प्रभाव टाकतात, याचे नवे आणि क्रांतिकारी मार्ग खुले करत आहे.