เขย่ากฎธรรมชาติ นักวิจัยใช้ AI “ลบกรดอะมิโน” จากแบคทีเรียสำเร็จครั้งแรก
ทีมนักวิจัยจาก Columbia University, Massachusetts Institute of Technology (MIT) และ Harvard University ประสบความสำเร็จในการใช้ AI ร่วมกับเทคนิควิศวกรรมโปรตีน สร้างแบคทีเรีย E. coli สายพันธุ์ใหม่ที่มีองค์ประกอบของกรดอะมิโนเพียง 19 ชนิด จากเดิมที่สิ่งมีชีวิตทั่วไปต้องอาศัยกรดอะมิโนพื้นฐาน 20 ชนิดในการดำรงชีวิต
ผลงานวิจัยที่ถูกเผยแพร่ในวารสาร Science กำลังถูกมองว่าเป็นหนึ่งในก้าวสำคัญของทั้งวงการชีววิทยา ปัญญาประดิษฐ์ และการศึกษาต้นกำเนิดของชีวิต เพราะนี่คือครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตที่ “ตัด” หนึ่งในองค์ประกอบหลักของชีวิตออกไปได้จริง
กรดอะมิโนที่ถูกนำออกคือ “Isoleucine” ซึ่งเป็นหนึ่งในกรดอะมิโนพื้นฐานที่พบในสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิดบนโลก
จากทฤษฎีสู่สิ่งมีชีวิตจริง ที่ใช้กรดอะมิโนน้อยกว่าเดิม
ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์เคยตั้งสมมติฐานว่า สิ่งมีชีวิตยุคแรกเริ่มบนโลกอาจไม่ได้ใช้กรดอะมิโนครบทั้ง 20 ชนิดเหมือนสิ่งมีชีวิตปัจจุบัน แต่แนวคิดดังกล่าวยังไม่เคยถูกพิสูจน์ได้จริง
แม้จะมีการค้นพบสิ่งมีชีวิตบางประเภทที่สามารถใช้กรดอะมิโนได้มากกว่า 20 ชนิด แต่ยังไม่เคยมีการพบสิ่งมีชีวิตใดที่ใช้ “น้อยกว่า 20” มาก่อน
การทดลองครั้งนี้จึงกลายเป็นหลักฐานสำคัญที่ทำให้แนวคิดเรื่องสิ่งมีชีวิตแบบ “19 กรดอะมิโน” ไม่ใช่แค่ทฤษฎีอีกต่อไป
นักวิจัยอธิบายว่า สาเหตุที่เลือกตัด Isoleucine ออก เป็นเพราะมีคุณสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกับ Leucine และ Valine มากที่สุด ทำให้มีโอกาสถูกแทนที่ได้ง่ายกว่ากรดอะมิโนตัวอื่น
AI กับบทบาทใหม่ในการออกแบบสิ่งมีชีวิต
แทนที่นักวิทยาศาสตร์จะพยายามแก้ไขโปรตีนทั้งหมดภายในเซลล์ พวกเขาเลือกเข้าไปปรับแต่ง “ไรโบโซม” ซึ่งเป็นโครงสร้างสำคัญที่ทำหน้าที่สร้างโปรตีนในสิ่งมีชีวิต
ระหว่างการทดลอง ทีมวิจัยสามารถแทนที่ตำแหน่งของ Isoleucine จำนวน 382 จุดภายในไรโบโซมได้สำเร็จ โดยระบบยังสามารถทำงานต่อได้ตามปกติ
สิ่งที่ทำให้การค้นพบครั้งนี้แตกต่างจากงานวิจัยที่ผ่านมา คือก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถดัดแปลงรหัสพันธุกรรมของแบคทีเรีย ยีสต์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ได้เพียงในลักษณะ “เพิ่ม” กรดอะมิโนใหม่เข้าไปเท่านั้น แต่ยังไม่เคยมีใครสามารถ “ลบ” กรดอะมิโนพื้นฐานออกจากระบบของสิ่งมีชีวิตได้จริง