आंत के बैक्टीरिया की जांच के लिए एआई आधारित उपकरण विकसित

संस्थान ने गुरुवार को कहा कि इंडियन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एजुकेशन एंड रिसर्च (आईआईएसईआर) भोपाल के शोधकर्ताओं ने यह अनुमान लगाने के लिए एक आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) आधारित विधि विकसित की है कि आंत में बैक्टीरिया विभिन्न प्रकार के भोजन और दवाओं को कैसे तोड़ते हैं। “गटबग” नामक यह एआई-आधारित उपकरण मानव आंत द्वारा पाचन और पोषक तत्वों के अवशोषण की प्रक्रिया में शामिल विशिष्ट जीवाणु एंजाइमों, प्रतिक्रियाओं और जीवाणुओं के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

मानव आंत माइक्रोबायोम बैक्टीरिया की एक हजार से अधिक विभिन्न प्रजातियों से बना है, जिनमें 3.3 मिलियन से अधिक अद्वितीय जीन हैं।

ये जीवाणु मानव द्वारा खाए जाने वाले भोजन को संसाधित करने के लिए एंजाइमों का स्राव करते हैं और शरीर को विभिन्न चयापचयों के साथ प्रदान करते हैं जो स्वास्थ्य और शरीर के कार्यों के लिए आवश्यक हैं।

हालांकि, जटिल मेजबान-माइक्रोबियल संबंधों का अध्ययन करना एक चुनौती है क्योंकि माइक्रोबायोम की विशालता और तथ्य यह है कि बैक्टीरिया का संग्रह व्यक्तियों के बीच भिन्न होता है।

लेकिन टूल गटबग, जर्नल ऑफ़ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी में विस्तृत है, संभावित रूप से सभी संभावित जीवाणु एंजाइमों की भविष्यवाणी कर सकता है जो बायोएक्टिव आहार अणुओं के साथ-साथ मौखिक दवाओं पर कार्य करते हैं, शोधकर्ताओं ने कहा।

डॉ. विनीत के ने कहा, “गटबग मशीन लर्निंग, न्यूरल नेटवर्क और केमोइंफॉर्मेटिक तरीकों के संयोजन का उपयोग करता है। हमने एआई मॉडल को प्रशिक्षित करने के लिए लगभग 700 मानव आंतों के जीवाणु उपभेदों से 363,872 एंजाइमों के क्यूरेटेड डेटाबेस और 3,457 एंजाइमों वाले एक सब्सट्रेट डेटाबेस का उपयोग किया।” शर्मा, आईआईएसईआर भोपाल, एक बयान में। “गुटबग हमें यह बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकता है कि हम जो भोजन करते हैं या जो दवाएं हम मौखिक रूप से लेते हैं, वे हमारे पेट के बैक्टीरिया द्वारा कैसे संसाधित होते हैं और यह हमारे स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित करता है। इस तरह की समझ आहार डिजाइन करने, नए प्रीबायोटिक्स विकसित करने, न्यूट्रास्युटिकल उत्पाद बनाने और दवा में सुधार करने में उपयोगी हो सकती है। डिजाइन प्रत्येक व्यक्ति के आंत बैक्टीरिया की प्रकृति के आधार पर होता है, जो व्यक्तिगत दवा के लिए अग्रणी होता है,” शर्मा ने कहा।

एआई मॉडल को प्रशिक्षित करने के लिए अध्ययन ने सबसे बड़े एंजाइम सब्सट्रेट डेटाबेस का इस्तेमाल किया। इसमें आंत बैक्टीरिया की प्रजातियों के बारे में आठ आबादी से जानकारी शामिल थी, यह समझने के लिए कि आंत बैक्टीरिया गतिविधि के कारण आबादी में दवा और खाद्य चयापचय कैसे भिन्न होता है। गटबग विभिन्न अणुओं के टूटने और उन्हें ले जाने वाले जीवाणु उपभेदों में शामिल विशिष्ट एंजाइमों की पहचान करने में सक्षम था।

टूल का परीक्षण 27 विभिन्न अणुओं के साथ किया गया था, जिसमें जटिल कार्बोहाइड्रेट, फ्लेवोनोइड्स और ड्रग्स शामिल थे, और 0.78 से 0.97 तक की सफलता दर के साथ अत्यधिक सटीक दिखाया गया था।