< Return to Video

چگونه از هوش مصنوعی برای کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید استفاده می‌کنیم

  • 0:01 - 0:04
    خوب چطور می‌خواهیم که این
    ویروس جدید کرونا را شکست دهیم؟
  • 0:04 - 0:07
    با استفاده از بهترین ابزارهای‌مان:
  • 0:07 - 0:09
    علم و تکنولوژی‌مان.
  • 0:10 - 0:13
    در آزمایشگاه من،
    ما از ابزارهای هوش مصنوعی
  • 0:13 - 0:14
    و زیست‌شناسی مصنوعی
    استفاده می‌کنیم
  • 0:14 - 0:17
    تا به مبارزه با این بیماری
    همه گیر سرعت ببخشیم.
  • 0:18 - 0:20
    کار ما در ابتدا برای مقابله با
  • 0:20 - 0:23
    بحران مقاومت آنتی‌بیوتیک طراحی شده بود.
  • 0:23 - 0:28
    پروژه ما به دنبال مهار
    قدرت یادگیری ماشینی است تا
  • 0:28 - 0:29
    ذخیره آنتی‌بیوتیکی ما را
    دوباره پر کند
  • 0:29 - 0:33
    و از دوران پساآنتی‌بیوتیکی
    مخرب جهانی جلوگیری کند.
  • 0:34 - 0:37
    بسیار حائز اهمیت است که از
    همان تکنولوژی بتوان برای تحقیقات
  • 0:37 - 0:39
    روی ترکیبات ضدویروسی استفاده کرد
  • 0:39 - 0:41
    که می‌تواند به ما در نبرد
    علیه اپیدمی حاضر کمک کند.
  • 0:42 - 0:46
    یادگیری ماشینی مدل سنتی کشف دارو را
  • 0:46 - 0:47
    به کل تغییر داد.
  • 0:47 - 0:49
    با این رویکرد،
  • 0:49 - 0:53
    به جای آزمایش مشقت‌بار
    تاثیرگذاری هزاران مولکول موجود
  • 0:53 - 0:54
    دانه به دانه
  • 0:54 - 0:56
    در یک آزمایشگاه،
  • 0:56 - 1:01
    می‌توانیم به کامپیوتر یاد بدهیم که میزان
    بیشتری از مولکول‌های ممکن
  • 1:01 - 1:04
    که می‌توانند ترکیب شوند را
    به طور تصاعدی بررسی کند.
  • 1:04 - 1:10
    و بنابراین به جای گشتن
    دنبال سوزن در انبار کاه
  • 1:10 - 1:14
    می‌توانیم از مغناطیس عظیم
    قدرت محاسبه استفاده کنیم
  • 1:14 - 1:17
    تا سوزن‌های زیادی را بطور
    همزمان در انبار کاه پیدا کنیم.
  • 1:18 - 1:20
    تا حالا پیشرفت‌هایی داشته‌ایم.
  • 1:21 - 1:26
    اخیرا، از یادگیری ماشینی برای کشف
    آنتی‌بیوتیک‌های جدید استفاده کردیم
  • 1:26 - 1:29
    که به ما کمک می‌کند تا از
    عفونت باکتریایی جلوگیری کنیم
  • 1:29 - 1:33
    که در کنار عفونت‌های سندرم حاد تنفسی ۲
    (SARS-CoV-2) اتفاق می‌افتد.
  • 1:33 - 1:37
    دو ماه قبل، پروژه جسورانه TED
    طرح ما را برای سرمایه‌گذاری پذیرفت
  • 1:37 - 1:40
    تا به شکل گسترده‌ای وسعت کار ما را
  • 1:40 - 1:44
    با هدف کشف هفت نوع جدید آنتی بیوتیک
  • 1:44 - 1:48
    برای مقابله با هفت پاتوژن
    کشنده باکتریایی دنیا
  • 1:48 - 1:50
    در طی هفت سال آینده گسترش دهد.
  • 1:50 - 1:52
    لازم به ذکر می‌باشد:
  • 1:52 - 1:54
    تعداد گونه‌های جدید آنتی‌بیوتیک
  • 1:54 - 1:57
    که طی سه دهه گذشته کشف شده است صفر است.
  • 1:58 - 2:02
    اگرچه جستجو برا آنتی‌بیوتیک‌های جدید
    از اهداف میان مدت ماست
  • 2:02 - 2:06
    ویروس جدید کرونا یک تهدید کشنده جدی است،
  • 2:06 - 2:10
    و هیجان‌زده هستم بگویم که ما فکر می‌کنیم
    می‌توانیم از همین تکنولوژی
  • 2:10 - 2:13
    برای تحقیق در درمان‌شناسی علیه
    این ویروس استفاده کنیم.
  • 2:13 - 2:15
    پس چطور این کار را انجام می‌دهیم؟
  • 2:15 - 2:18
    خوب ما یک کتابخانه آموزشی
    ترکیبی درست می‌کنیم
  • 2:18 - 2:24
    و با همکاران این مولکول‌ها را در سلول‌های
    درگیر سندرم حاد تنفسی ۲ بکار می‌گیریم
  • 2:24 - 2:28
    تا ببینیم کدامیک از آنها فعالیت
    موثری از خود نشان می‌دهد.
  • 2:28 - 2:31
    از این داده‌ها برای آموزش مدل یادگیری
    ماشینی استفاده می‌شود
  • 2:31 - 2:35
    که در کتابخانه شبیه سازی رایانه‌ای با بیش
    از یک میلیارد مولکول بکار گرفته خواهد شد
  • 2:35 - 2:40
    تا ترکیبات جدید ضدویروسی
    احتمالی را پیدا کنیم.
  • 2:40 - 2:43
    ما پیشگویی‌های محتمل‌تر را
    ترکیب و آزمایش می‌کنیم و
  • 2:43 - 2:46
    روی بیمارانی که امید بیشتری می‌رود
    آزمایش بالینی انجام می‌دهیم
  • 2:46 - 2:48
    به نظر زیادی خوب می‌رسد؟
  • 2:48 - 2:50
    خوب، اینطور نیست.
  • 2:50 - 2:53
    آنتی بیوتیک‌های پروژه هوش مصنوعی بر پایه
    مدارک ما از تحقیق مفهومی است
  • 2:53 - 2:56
    که منجر به کشف
    طیف وسیعی از آنتی‌بیوتیک‌ها
  • 2:56 - 2:58
    به نام هالوسین می‌شود.
  • 2:58 - 3:01
    هالوسین فعالیت ضدباکتریایی زیادی
  • 3:01 - 3:05
    بر علیه بیشتر پاتوژن‌های مقاوم
    دربرابر آنتی‌بیوتیک
  • 3:05 - 3:09
    از جمله عفونت‌های مقاوم
    غیرقابل درمان دارد.
  • 3:10 - 3:12
    جالب اینکه، برخلاف آنتی‌بیوتیک‌های موجود،
  • 3:12 - 3:16
    دایره‌ی مقاومت باکتری در برابر هالوسین
  • 3:16 - 3:17
    به نحو قابل توجهی کم است.
  • 3:18 - 3:23
    ما در آزمایشگاه مقاومت باکتری
    در برابر هالوسین و همینطور
  • 3:23 - 3:25
    داروی سیپرو (cipro) را آزمایش کردیم.
  • 3:25 - 3:27
    در مورد سیپرو،
  • 3:27 - 3:30
    فقط پس از یک روز، ما مقاومت دیدیم.
  • 3:30 - 3:32
    در مورد هالوسین،
  • 3:32 - 3:34
    بعد از یک روز هیچ مقاومتی ندیدیم.
  • 3:34 - 3:38
    شگفت انگیز است که پس از سی روز تمام،
  • 3:38 - 3:40
    ما هیچ مقاومتی در برابر هالوسین ندیدیم.
  • 3:41 - 3:47
    در این پروژه آزمایشی، ابتدا در حدود ۲۵۰۰
    ترکیب را درمقابل ای کولای آزمایش کردیم.
  • 3:47 - 3:50
    این مجموعه آموزشی شامل
    آنتی‌بیوتیک‌های شناخته شده،
  • 3:50 - 3:52
    از قبیل پنی‌سیلین و سیپرو،
  • 3:52 - 3:54
    همچنین دیگر داروهایی که
    آنتی‌بیوتیک نیستند می‌شود.
  • 3:55 - 3:58
    ما از این داده‌ها برای
    آموزش یک مدل استفاده کردیم
  • 3:58 - 4:02
    تا ویژگی‌های مولکی همراه با این
    فعالیت ضدباکتریایی را دریابیم.
  • 4:02 - 4:05
    سپس این مدل را در یک
    کتابخانه تخصصی دارو که
  • 4:05 - 4:07
    از چندهزار مولکول
    ساخته شده است بکار گرفتیم
  • 4:07 - 4:10
    و ازاین مدل خواستیم که
    مولکول‌هایی را شناسایی کند
  • 4:10 - 4:13
    که پیش‌بینی می‌شود
    امکانات ضدباکتریایی دارند
  • 4:13 - 4:15
    اما شبیه مولکول‌های
    آنتی‌بیوتیک‌های موجود نیستند.
  • 4:16 - 4:21
    خیلی جالب است که فقط یک مولکول در آن
    کتابخانه با این باکتری همخوانی داشت.
  • 4:21 - 4:24
    و آن مولکول هالوسین بود.
  • 4:24 - 4:28
    با فرض اینکه هالوسین مانند
    هیچ‌یک از آنتی‌بیوتیک‌های موجود نباشد
  • 4:28 - 4:32
    شناخت هالوسین در این شکل برای یک انسان
    از جمله یک متخصص آنتی‌بیوتیک
  • 4:32 - 4:34
    غیرممکن می‌شد.
  • 4:35 - 4:37
    تصور کنید که ما با این
    تکنولوژی می‌توانستیم
  • 4:37 - 4:39
    علیه بیماری حاد تنفسی ۲ چه کار کنیم.
  • 4:40 - 4:41
    و این همه آن نیست.
  • 4:41 - 4:44
    با استفاده از ابزارهای سنتتیک بیولوژی
    (Synthetic biology)
  • 4:44 - 4:47
    که به دی ان ای و دیگر
    تشکیلات سلولی می‌پردازد،
  • 4:47 - 4:51
    تا به اهداف بشری مانند مبارزه با
    بیمای کووید ۱۹خدمت کند.
  • 4:51 - 4:54
    و از طرف دیگر روی ساخت
    یک ماسک محافظتی کار می‌کنیم
  • 4:54 - 4:58
    که می‌تواند به عنوان یک تست
    تشخیص سریع هم بکار رود.
  • 4:58 - 5:00
    چطور کار می‌کند؟
  • 5:00 - 5:01
    خوب، اخیرا نشان دادیم که
  • 5:01 - 5:04
    می‌توان با خارج کردن
    دستگاه سلولی یک سلول زنده
  • 5:04 - 5:08
    آن را به همراه سنسورهای RNA
    روی یک کاغذ خشک و منجمد کرد
  • 5:08 - 5:13
    تا یک تست کم هزینه برای
    تشخیص زیکا و ابولا تهیه کنیم.
  • 5:14 - 5:19
    این سنسورها وقتی که با نمونه بیمار
    که می‌تواند شامل خون یا بزاق باشد
  • 5:19 - 5:22
    خیس می‌شوند، فعال می‌شوند.
  • 5:22 - 5:25
    معلوم شده که این تکنولوژی
    محدود به کاغذ نیست
  • 5:25 - 5:28
    و می‌تواند روی متریال دیگری
    همانند پارچه هم بکار رود.
  • 5:29 - 5:31
    برای بیماری همه‌گیر کووید ۱۹
  • 5:31 - 5:35
    برای شناسایی ویروس
    سنسورهای RNA طراحی کردیم
  • 5:35 - 5:38
    و آنها را به همراه دستگاه ملکولی
    مورد نیاز روی یک ماسک صورت پارچه‌ای
  • 5:38 - 5:41
    خشک و منجمد کردیم،
  • 5:41 - 5:43
    چون عمل ساده تنفس،
  • 5:43 - 5:46
    همراه با بخارآبی که از دهان خارج می‌شود،
  • 5:46 - 5:47
    می‌تواند این تست را فعال سازد.
  • 5:48 - 5:52
    اگر بیماری به
    بیماری حاد تنفسی ۲ مبتلا شده باشد،
  • 5:52 - 5:54
    ماسک یک سیگنال فلورسنت تولید می‌کند،
  • 5:54 - 5:58
    که توسط یک دستگاه ساده
    و ارزان و سبک قابل شناسایی است.
  • 5:59 - 6:03
    طی یک یا دو ساعت بیماری او
    از راه دور، با امنیت و دقت
  • 6:03 - 6:06
    تشخیص داده می‌شود.
  • 6:07 - 6:09
    ما همچنین از سینتتیک بیولوژی
  • 6:09 - 6:12
    برای طراحی واکسن احتمالی برای کووید ۱۹
    استفاده می‌کنیم.
  • 6:13 - 6:16
    واکسن BCG را دوباره هدف‌گذاری می‌کنیم،
  • 6:16 - 6:19
    تا در مقابل سل در تمامی
    کشورها مورد استفاده قرار گیرد.
  • 6:19 - 6:20
    این یک واکسن زنده ضعیف شده است،
  • 6:20 - 6:25
    و ما آن را مهندسی می‌کنیم تا آنتی‌‌ژن‌های
    بیماری حاد تنفسی ۲ را بیان کنیم،
  • 6:25 - 6:28
    که باید با برانگیختن سیستم ایمنی
  • 6:28 - 6:29
    آنتی‌بادی‌های حمایتی تولید کند.
  • 6:29 - 6:32
    مهمتر از همه،BCG به شکل
    گسترده‌ای مقیاس‌پذیر است
  • 6:32 - 6:37
    و مشخصات ایمنی آن در میان بهترین
    واکسن‌های شناخته شده قرار می‌گیرد.
  • 6:38 - 6:43
    با ابزارهای سنتتیک بیولوژی و هوش مصنوعی،
  • 6:43 - 6:46
    ما می‌توانیم در جنگ علیه
    ویروس کرونا پیروز شویم.
  • 6:47 - 6:50
    این کار در مراحل بسیار اولیه است،
    اما وعده‌ایست که تحقق پیدا می‌کند.
  • 6:51 - 6:54
    علم و تکنولوژی می‌تواند در نبرد بین
    هوش انسان و ژن‌های ابرباکتری‌ها
  • 6:54 - 6:57
    برتری مهمی به ما بدهد،
  • 6:57 - 6:59
    نبردی که ما می‌توانیم
    پیروز آن باشیم.
  • 7:00 - 7:01
    متشکرم.
Title:
چگونه از هوش مصنوعی برای کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید استفاده می‌کنیم
Speaker:
جیم کالینز
Description:

قبل از شیوع ویروس کرونا، زیست مهندس جیک کالینز به همراه تیم خود در تلاش برای نبرد یا بحران دیگری قدرت هوش مصنوعی و زیست‌شناسی مصنوعی را در هم آمیختند: نبرد با ابرباکتری‌های مقاوم دربرابر آنتی‌بیوتیک.
کالینز شرح می‌دهد که چگونه تلاش‌هایشان را به سمت توسعه یک سری ابزارها و ترکیبات ضدویروسی برای کمک به نبرد با کووید ۱۹ سوق دادند-- و طرح‌شان را برای کشف هفت نوع آنتی‌بیوتیک در طی هفت سال آینده درمیان می‌گذارد. (این طرح جاه‌طلبانه بخشی از پروژه جسورانه TED برای الهام بخشی و سرمایه‌گذاری بر روی تغییرات جهانی است.)
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
07:15

Persian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.