1889'da Francois-Gilbert Viault adlı Fransız doktor And Dağları'ndaki bir dağa tırmandı, kolundan kan aldı ve onu mikroskop altında inceledi. Dr. Viault'un oksijen taşıyan kırmızı kan hücreleri yüzde 42 oranında artmıştı. İnsan vücudunun gizemli bir gücünü keşfetmişti: Bu hayati hücrelerden daha fazlasına ihtiyaç duyduğunda, onları talep üzerine üretebiliyordu.
20. yüzyılın başlarında bilim insanları bunun nedeninin bir hormon olduğunu öne sürdüler. Teorik hormona Yunanca “kırmızı yapıcı” anlamına gelen eritropoietin adını verdiler. Yetmiş yıl sonra araştırmacılar 670 galon idrarı filtreledikten sonra gerçek eritropoietin buldular.
Ve yaklaşık 50 yıl sonra İsrail'deki biyologlar, oksijen seviyeleri çok düşük olduğunda hormon üreten nadir bir böbrek hücresi bulduklarını duyurdular. Adını insanların kaderlerini kontrol ettiğine inanılan İskandinav tanrılarından alan Norn Hücresi olarak adlandırılıyor.
Norn hücrelerini keşfetmek insanların 134 yılını aldı. Geçen yaz Kaliforniya'daki bilgisayarlar bunları yalnızca altı hafta içinde kendi başlarına keşfetti.
Keşif, Stanford'daki araştırmacıların bilgisayarları kendi kendilerine biyoloji öğretecek şekilde programlamalarıyla ortaya çıktı. Bilgisayarlar, internetten gelen milyarlarca metin parçası üzerinde eğitim aldıktan sonra dilde akıcı hale gelen popüler bot ChatGPT'ye benzer bir yapay zeka programı çalıştırıyordu. Ancak Stanford araştırmacıları bilgisayarlarını milyonlarca gerçek hücre ve bunların kimyasal ve genetik bileşimleri hakkındaki ham veriler üzerine eğittiler.
Araştırmacılar bilgisayarlara bu ölçümlerin ne anlama geldiğini söylemediler. Farklı hücre türlerinin farklı biyokimyasal profillere sahip olduğunu açıklamadılar. Örneğin gözlerimizdeki hangi hücrelerin ışığı yakaladığını veya hangilerinin antikor ürettiğini tanımlamadılar.
Bilgisayarlar verileri bağımsız olarak işleyerek geniş, çok boyutlu bir uzaydaki tüm hücrelerin birbirlerine benzerliklerine göre bir model oluşturdular. Makineler bittiğinde şaşırtıcı miktarda bilgi edinmişlerdi. Daha önce hiç görmedikleri bir hücreyi 1000'den fazla farklı türden birine atamayı başardılar. Bunlardan biri Norn hücresiydi.
Stanford Üniversitesi'nde bilgisayarları eğiten bilgisayar bilimcisi Jure Leskovec, “Bu dikkat çekici çünkü hiç kimse modele böbrekte bir Norn hücresinin bulunduğunu söylemedi” dedi.
Yazılım, biyolojinin temellerine odaklanan, temel modeller olarak adlandırılan, yapay zeka destekli birkaç yeni programdan biridir. Modeller yalnızca biyologların topladığı bilgileri toparlamıyor. Genlerin nasıl çalıştığına ve hücrelerin nasıl geliştiğine dair keşifler yapıyorlar.
Modeller ölçeklendikçe, laboratuvar verileri ve bilgi işlem gücü yaygınlaştıkça, bilim insanları daha derin keşifler yapmaya başlayacaklarını öngörüyor. Kanser ve diğer hastalıklarla ilgili sırları açığa çıkarabilirler. Bir hücre tipini diğerine dönüştürmek için tarifler bulabilirsiniz.
“Biyologların başka türlü yapamayacağı, biyolojiyle ilgili önemli bir keşif – sanırım bunu bir noktada göreceğiz” dedi Dr. Eric Topol, Scripps Araştırma Çeviri Enstitüsü'nün yöneticisi.
Nereye kadar gidecekleri tartışmalı. Bazı şüpheciler modellerin sınırlarına ulaşacağına inanırken, daha iyimser bilim insanları temel modellerin en büyük biyolojik soruyu bile ele alacağına inanıyor: Hayatı cansızdan ayıran şey nedir?
Kalp hücreleri ve köstebek fareleri
20. yüzyılın başlarında bilim insanları bunun nedeninin bir hormon olduğunu öne sürdüler. Teorik hormona Yunanca “kırmızı yapıcı” anlamına gelen eritropoietin adını verdiler. Yetmiş yıl sonra araştırmacılar 670 galon idrarı filtreledikten sonra gerçek eritropoietin buldular.
Ve yaklaşık 50 yıl sonra İsrail'deki biyologlar, oksijen seviyeleri çok düşük olduğunda hormon üreten nadir bir böbrek hücresi bulduklarını duyurdular. Adını insanların kaderlerini kontrol ettiğine inanılan İskandinav tanrılarından alan Norn Hücresi olarak adlandırılıyor.
Norn hücrelerini keşfetmek insanların 134 yılını aldı. Geçen yaz Kaliforniya'daki bilgisayarlar bunları yalnızca altı hafta içinde kendi başlarına keşfetti.
Keşif, Stanford'daki araştırmacıların bilgisayarları kendi kendilerine biyoloji öğretecek şekilde programlamalarıyla ortaya çıktı. Bilgisayarlar, internetten gelen milyarlarca metin parçası üzerinde eğitim aldıktan sonra dilde akıcı hale gelen popüler bot ChatGPT'ye benzer bir yapay zeka programı çalıştırıyordu. Ancak Stanford araştırmacıları bilgisayarlarını milyonlarca gerçek hücre ve bunların kimyasal ve genetik bileşimleri hakkındaki ham veriler üzerine eğittiler.
Araştırmacılar bilgisayarlara bu ölçümlerin ne anlama geldiğini söylemediler. Farklı hücre türlerinin farklı biyokimyasal profillere sahip olduğunu açıklamadılar. Örneğin gözlerimizdeki hangi hücrelerin ışığı yakaladığını veya hangilerinin antikor ürettiğini tanımlamadılar.
Bilgisayarlar verileri bağımsız olarak işleyerek geniş, çok boyutlu bir uzaydaki tüm hücrelerin birbirlerine benzerliklerine göre bir model oluşturdular. Makineler bittiğinde şaşırtıcı miktarda bilgi edinmişlerdi. Daha önce hiç görmedikleri bir hücreyi 1000'den fazla farklı türden birine atamayı başardılar. Bunlardan biri Norn hücresiydi.
Stanford Üniversitesi'nde bilgisayarları eğiten bilgisayar bilimcisi Jure Leskovec, “Bu dikkat çekici çünkü hiç kimse modele böbrekte bir Norn hücresinin bulunduğunu söylemedi” dedi.
Yazılım, biyolojinin temellerine odaklanan, temel modeller olarak adlandırılan, yapay zeka destekli birkaç yeni programdan biridir. Modeller yalnızca biyologların topladığı bilgileri toparlamıyor. Genlerin nasıl çalıştığına ve hücrelerin nasıl geliştiğine dair keşifler yapıyorlar.
Modeller ölçeklendikçe, laboratuvar verileri ve bilgi işlem gücü yaygınlaştıkça, bilim insanları daha derin keşifler yapmaya başlayacaklarını öngörüyor. Kanser ve diğer hastalıklarla ilgili sırları açığa çıkarabilirler. Bir hücre tipini diğerine dönüştürmek için tarifler bulabilirsiniz.
“Biyologların başka türlü yapamayacağı, biyolojiyle ilgili önemli bir keşif – sanırım bunu bir noktada göreceğiz” dedi Dr. Eric Topol, Scripps Araştırma Çeviri Enstitüsü'nün yöneticisi.
Nereye kadar gidecekleri tartışmalı. Bazı şüpheciler modellerin sınırlarına ulaşacağına inanırken, daha iyimser bilim insanları temel modellerin en büyük biyolojik soruyu bile ele alacağına inanıyor: Hayatı cansızdan ayıran şey nedir?
Kalp hücreleri ve köstebek fareleri