मानव जीनोम अनुक्रमण और गहन शिक्षण से कोरोना वायरस का टीका तैयार किया जा सकता है - राय

एआई समुदाय को उन लोगों के लिए उपचार खोजने में आनुवंशिकीविदों के साथ सहयोग करना चाहिए, जिन्हें कोरोनोवायरस का सबसे अधिक खतरा माना जाता है। एक संभावित उपचार में किसी व्यक्ति की कोशिकाओं को हटाना, डीएनए को संपादित करना और फिर कोशिकाओं को वापस इंजेक्ट करना शामिल हो सकता है, अब उम्मीद है कि एक सफल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया होगी। यह वर्तमान में हो रहा है कुछ अन्य टीकों पर काम किया.

पहला कदम मानव आबादी के एक बड़े हिस्से से संपूर्ण मानव जीनोम का अनुक्रमण करना होगा।

मानव जीनोम का अनुक्रमण

पहले मानव जीनोम को अनुक्रमित करने में 2.7 बिलियन डॉलर की लागत आई और इसे पूरा करने में लगभग 15 साल लगे। संपूर्ण मानव को अनुक्रमित करने की वर्तमान लागत में नाटकीय रूप से गिरावट आई है। हाल ही में 2015 में लागत $4000 थी, अब लागत प्रति व्यक्ति $1000 से भी कम है. जब पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं को ध्यान में रखा जाता है तो यह लागत कुछ प्रतिशत अंक और गिर सकती है।

हमें दो अलग-अलग प्रकार के रोगियों के जीनोम को अनुक्रमित करने की आवश्यकता है:

1. कोरोना वायरस से संक्रमित; लेकिन स्वस्थ
2. कोरोना वायरस से संक्रमित; लेकिन कमजोर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया

यह अनुमान लगाना असंभव है कि कौन सा डेटा बिंदु सबसे मूल्यवान होगा, लेकिन प्रत्येक अनुक्रमित जीनोम एक डेटासेट प्रदान करेगा। जितना अधिक डेटा होगा डीएनए विविधताओं का पता लगाने के लिए उतने ही अधिक विकल्प होंगे जो रोग वाहक के प्रति शरीर की प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाते हैं।

राष्ट्रों को वर्तमान में इस प्रकोप से खरबों डॉलर का नुकसान हो रहा है, प्रति मानव जीनोम की लागत 1000 डॉलर इसकी तुलना में मामूली है। आबादी के दोनों वर्गों के लिए कम से कम 1,000 स्वयंसेवक शोधकर्ताओं को महत्वपूर्ण मात्रा में बड़े डेटा से लैस करेंगे। यदि परीक्षण का आकार परिमाण के एक क्रम से बढ़ जाए, तो एआई के पास और भी अधिक प्रशिक्षण डेटा होगा जिससे सफलता की संभावना परिमाण के कई क्रमों तक बढ़ जाएगी। जितना अधिक डेटा उतना बेहतर, यही कारण है कि 10,000 स्वयंसेवकों का लक्ष्य रखा जाना चाहिए।

मशीन लर्निंग

जबकि मशीन लर्निंग की कई कार्यक्षमताएँ मौजूद होंगी, डेटा में पैटर्न खोजने के लिए डीप लर्निंग का उपयोग किया जाएगा। उदाहरण के लिए, ऐसा अवलोकन हो सकता है कि कुछ डीएनए चर उच्च प्रतिरक्षा के अनुरूप हैं, जबकि अन्य उच्च मृत्यु दर के अनुरूप हैं। कम से कम हम यह सीख सकेंगे कि मानव आबादी का कौन सा वर्ग अधिक संवेदनशील है और उन्हें अलग रखा जाना चाहिए।

इस डेटा को समझने के लिए एक कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क (एएनएन) क्लाउड पर स्थित होगा, और दुनिया भर से अनुक्रमित मानव जीनोम अपलोड किए जाएंगे। समय के सार होने के साथ, समानांतर कंप्यूटिंग एएनएन को अपना जादू चलाने के लिए आवश्यक समय को कम कर देगी।

हम इसे एक कदम आगे भी ले जा सकते हैं और एएनएन द्वारा क्रमबद्ध आउटपुट डेटा का उपयोग कर सकते हैं, और इसे एक अलग सिस्टम में फीड कर सकते हैं जिसे ए कहा जाता है आवर्तक तंत्रिका नेटवर्क (आरएनएन). आरएनएन सुदृढीकरण सीखने का उपयोग यह पहचानने के लिए करता है कि प्रारंभिक एएनएन द्वारा चुना गया कौन सा जीन एक सिम्युलेटेड वातावरण में सबसे सफल है। सुदृढीकरण सीखने वाला एजेंट एक सिम्युलेटेड सेटिंग बनाने की पूरी प्रक्रिया को सरल बना देगा, यह परीक्षण करने के लिए कि कौन से डीएनए परिवर्तन अधिक प्रभावी हैं।

एक सिम्युलेटेड वातावरण एक आभासी गेम वातावरण की तरह है, जिसका कई एआई कंपनियां ईस्पोर्ट्स में जीतने के लिए एआई एल्गोरिदम डिजाइन करने में अपनी पिछली सफलता के आधार पर लाभ उठाने के लिए अच्छी तरह से तैनात हैं। इसमें ऐसी कंपनियां शामिल हैं Deepmind और OpenAI.

ये कंपनियाँ वीडियो गेम में महारत हासिल करने के लिए अनुकूलित अपनी अंतर्निहित वास्तुकला का उपयोग कर सकती हैं, एक उत्तेजित वातावरण बनाने के लिए, जीन संपादन का परीक्षण कर सकती हैं और जान सकती हैं कि कौन से संपादन विशिष्ट वांछित परिवर्तनों का कारण बनते हैं।

एक बार जब एक जीन की पहचान हो जाती है, तो संपादन करने के लिए दूसरी तकनीक का उपयोग किया जाता है।

CRISPR

हाल ही में, प्रयोग करने वाला पहला अध्ययन मानव शरीर के अंदर डीएनए को संपादित करने के लिए सीआरआईएसपीआर को मंजूरी दे दी गई. यह एक दुर्लभ प्रकार के आनुवंशिक विकार का इलाज करने के लिए था जो प्रत्येक 100,000 नवजात शिशुओं में से एक को प्रभावित करता है। यह स्थिति 14 जीनों में उत्परिवर्तन के कारण हो सकती है जो रेटिना के विकास और संचालन में भूमिका निभाते हैं। इस मामले में, सीआरआईएसपीआर सावधानीपूर्वक डीएनए को लक्षित करता है और डीएनए स्ट्रैंड को मामूली अस्थायी क्षति पहुंचाता है, जिससे कोशिका स्वयं की मरम्मत कर लेती है। यह पुनर्स्थापनात्मक उपचार प्रक्रिया है जिसमें आंखों की रोशनी बहाल करने की क्षमता है।

हालांकि हम अभी भी इस बात के नतीजों का इंतजार कर रहे हैं कि यह उपचार काम करेगा या नहीं, मानव शरीर में परीक्षणों के लिए सीआरआईएसपीआर को मंजूरी मिलने की मिसाल परिवर्तनकारी है। जिन संभावित विकारों का इलाज किया जा सकता है उनमें विशिष्ट रोग वाहकों के प्रति शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में सुधार करना शामिल है।

संभावित रूप से, हम किसी विशिष्ट बीमारी के प्रति शरीर की प्राकृतिक आनुवंशिक प्रतिरोध में हेरफेर कर सकते हैं। संभावित रूप से लक्षित की जा सकने वाली बीमारियाँ विविध हैं, लेकिन समुदाय को नए वैश्विक महामारी कोरोना वायरस के उपचार पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। एक ख़तरा जिस पर नियंत्रण न किया गया तो हमारी आबादी के एक बड़े हिस्से को मौत की सज़ा हो सकती है।

अंतिम विचार

हालाँकि सफलता प्राप्त करने के लिए कई संभावित विकल्प हैं, लेकिन इसके लिए आनुवंशिकीविदों, महामारी विज्ञानियों और मशीन लर्निंग विशेषज्ञों को एकजुट होने की आवश्यकता होगी। एक संभावित उपचार विकल्प ऊपर वर्णित के अनुसार हो सकता है, या अकल्पनीय रूप से भिन्न हो सकता है, अवसर आबादी के एक बड़े हिस्से के जीनोम अनुक्रमण में निहित है।

गहन शिक्षण सबसे अच्छा विश्लेषण उपकरण है जिसे मनुष्य ने कभी बनाया है; हमें टीका बनाने के लिए इसका कम से कम उपयोग करने का प्रयास करना होगा।

जब हम इस बात पर विचार करते हैं कि इस वर्तमान महामारी से वर्तमान में क्या खतरा है, तो इन तीन वैज्ञानिक समुदायों को इलाज पर काम करने के लिए एक साथ आने की जरूरत है।