طوّر باحثون أداة ذكاء اصطناعي جديدة تُدعى LassoESM مخصصة للتنبؤ بخصائص الببتيدات الحلقية (lasso peptides)، مما سيُسرّع تطوير أدوية جديدة. نُشرت نتائج هذا البحث الذي قاده معهد Carl R. Woese Institute for Genomic Biology في مجلة Nature Communications.

الببتيدات الحلقية هي جزيئات طبيعية تُنتجها البكتيريا، وتتميز بهيكلها الفريد على شكل عقدة منزلقة تمنحها ثباتاً عالياً. يقول البروفيسور Doug Mitchell، مدير معهد Vanderbilt Institute for Chemical Biology: «تمتلك الببتيدات الحلقية إمكانات هائلة في تطوير الأدوية. من خلال بناء نموذج لغة مخصص، أنشأنا أداة أكثر فعالية لاستغلال هذه الإمكانات.»

رغم الانتشار الواسع لمنصات التنبؤ ببروتينات الذكاء الاصطناعي في المجال الطبي الحيوي، إلا أنها تواجه قيوداً عند التعامل مع الهياكل الفريدة للببتيدات الحلقية. يوضح البروفيسور Diwakar Shukla، المسؤول المشارك في المشروع من University of Illinois Urbana-Champaign: «بسبب البنية الخاصة للببتيدات الحلقية، لا تستطيع برامج الذكاء الاصطناعي الحالية إجراء تنبؤات دقيقة.»

قام الفريق بدمج تقنيات تعلّم الآلة مع البيانات التجريبية لإنشاء نموذج تنبؤ مخصص للببتيدات الحلقية. تقول Xuenan Mi، إحدى المساهمات الرئيسية في البحث: «يستطيع نموذج LassoESM التقاط الخصائص الخاصة بالببتيدات التي غالباً ما تُغفلها نماذج اللغة البروتينية العامة.» استُخدمت تقنية نموذج اللغة المُقنّع (masked language modeling) وتم تدريب النموذج على عشرات الآلاف من تسلسلات الببتيدات الحلقية لاكتشاف الأنماط.

نجح نموذج LassoESM بالفعل في التنبؤ بأزواج الببتيدات الحلقية مع إنزيمات التصنيع الحلقي (lasso cyclases)، وهو ما يُعد خطوة مهمة نحو توسيع التطبيقات السريرية لهذه المركبات.