تقنية جديدة تجمع بين الذكاء الاصطناعي وتحليل الحمض النووي
ابتكر باحثون من المعهد الوطني للأغذية بجامعة الدنمارك تقنية حديثة تعتمد على الذكاء الاصطناعي وتحليل الحمض النووي، بهدف التنبؤ بقدرة البكتيريا المسببة للأمراض، مثل الليستيريا، على مقاومة المواد المطهرة المستخدمة في قطاع الصناعات الغذائية.
نُشرت نتائج الدراسة في دورية Scientific Reports، لتُشكل خطوة متقدمة في جهود تعزيز سلامة الغذاء عالمياً.
الليستيريا.. تحدٍ دائم في بيئات التصنيع الغذائي
تُعد الليستيريا من البكتيريا الخطيرة التي تنقل الأمراض عبر الغذاء، وتتميز بقدرتها على العيش في البيئات الباردة والرطبة، ما يجعل مصانع تجهيز الطعام بيئة مناسبة لنموها.
كما أنها قادرة على تكوين أغشية حيوية لزجة تلتصق بالأسطح، تمنحها مقاومة متزايدة ضد المطهرات، وهو ما يشكل تحدياً كبيراً أمام جهود التطهير التقليدية.
نموذج تعلم آلي يستند إلى أكثر من 1600 سلالة بكتيرية
للتغلب على صعوبة اكتشاف المقاومة، قام الفريق البحثي بتحليل التسلسل الجيني الكامل لـ 1600 سلالة من الليستيريا، واستندوا إلى هذه البيانات في تدريب نموذج تعلم آلي للتنبؤ بمقاومة البكتيريا.
ركز النموذج على ثلاثة أنواع من المطهرات: «كلوريد البنزالكونيوم» (BC)، و«كلوريد ثنائي ديسيل ديميثيل الأمونيوم» (DDAC)، بالإضافة إلى منتج تجاري يُستخدم فعلياً في مصانع الأغذية يُعرف باسم (Mida San 360 OM).
نسبة دقة عالية تعزز إمكانيات التطبيق العملي
حقق النموذج نسبة دقة بلغت 97٪ في التنبؤ بمقاومة البكتيريا، سواء تجاه المواد الكيميائية النقية أو المنتج التجاري، مما يؤكد صلاحيته للاستخدام في البيئة العملية داخل مصانع الأغذية.
ويُمكّن هذا النموذج من تحديد السلالات المقاومة خلال دقائق، بدلًا من أيام في المختبر، مما يوفر الوقت ويتيح التدخل السريع لمنع تلوث المنتجات الغذائية.
اكتشاف جينات جديدة مرتبطة بالمقاومة
إضافة إلى الجينات المعروفة سابقًا، رصد الباحثون مجموعة جديدة من الجينات يُعتقد أنها تلعب دورًا في مقاومة البكتيريا لعمليات التطهير، ما يفتح الباب لفهم أوسع لآليات المقاومة البيولوجية.
وتعزز هذه الاكتشافات دقة النموذج، وتوفر رؤى جديدة حول تطور المقاومة وانتقالها بين السلالات البكتيرية.
توجيه جهود التنظيف بحسب الشفرة الجينية
أكد الباحثون أن هذه التقنية تُمكّن من تخصيص عملية التطهير داخل المصانع باستخدام المطهر الأنسب لكل سلالة بكتيرية بناءً على شفرتها الوراثية، مما يزيد من فعالية التعقيم ويقلل فرص بقاء البكتيريا بعد التنظيف.
كما قد تُستخدم هذه النتائج في توجيه فرق النظافة داخل خطوط الإنتاج لاتخاذ قرارات أكثر دقة وسرعة.
نحو تطوير مطهرات أكثر فاعلية في المستقبل
أشار الفريق البحثي إلى أن الجينات الجديدة المكتشفة قد تُستخدم مستقبلاً في تطوير مطهرات محسّنة تستهدف نقاط ضعف محددة لدى البكتيريا.
وهو ما يعزز من كفاءة الإجراءات الوقائية في الصناعات الغذائية ويُسهم في حماية صحة المستهلكين بشكل أفضل من الأمراض المنقولة عبر الغذاء.
