ხელოვნურმა ინტელექტმა ბუნებაში არარსებული პირველი ფუნქციური ვირუსები შექმნა

სტენფორდის უნივერსიტეტისა და Arc Institute-ის მკვლევარებმა ხელოვნური ინტელექტის გამოყენებით შექმნეს 16 ფუნქციური ვირუსი, რომელთა გენომები ბუნებაში არასდროს ყოფილა ნანახი. მეცნიერები ამას სინთეზური ბიოლოგიისთვის "ძალიან მნიშვნელოვან გარდამტეხ მომენტს" უწოდებენ. ხუთშაბათს ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნებული ნაშრომი პირველი შემთხვევაა, როდესაც გენერაციული ხელოვნური ინტელექტი სრულფასოვანი, სიცოცხლისუნარიანი ვირუსული გენომების შესაქმნელად გამოიყენეს.bbc+1

როგორ მუშაობს ეს

გუნდმა გამოიყენა ხელოვნური ინტელექტის მოდელები Evo 1 და Evo 2, რომლებიც ფუნქციურად ჰგავს ChatGPT-ის მსგავს დიდ ენობრივ მოდელებს, თუმცა სიტყვების ნაცვლად გენეტიკურ თანმიმდევრობებს პროგნოზირებს. ვირუსების, ბაქტერიების, მცენარეებისა და ადამიანების გენეტიკურ მონაცემებზე გაწვრთნილი მოდელები სპეციალურად დააკალიბრეს ბაქტერიოფაგების — ბაქტერიებზე მოქმედი ვირუსების — შესაქმნელად. მათ საფუძვლად აიღეს ბუნებრივი ვირუსი Phi X-174, რომელიც მხოლოდ E. coli-ს აინფიცირებს.biorxiv+1

ლაბორატორიაში სინთეზირებული ხელოვნური ინტელექტის მიერ შექმნილი დაახლოებით 300 გენომიდან 16 აღმოჩნდა სიცოცხლისუნარიანი, რომლებმაც წარმატებით დააინფიცირეს და გაანადგურეს E. coli ბაქტერია. ხელოვნური ინტელექტის მიერ დაპროექტებულმა რამდენიმე ფაგმა აჩვენა უფრო მაღალი ეფექტურობა, ვიდრე ბუნებრივმა ვირუსმა და შეძლეს ბაქტერიული რეზისტენტობის დაძლევა, რასაც ორიგინალი ფაგი ვერ ახერხებდა.nytimes+2

"ეს არის პირველი შემთხვევა, როდესაც გენერაციული ხელოვნური ინტელექტი გამოიყენეს სრული გენომის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია რეპლიკაცია და სხვა უჯრედული ფუნქციების შესრულება", — განუცხადა BBC-ს სტენფორდის უნივერსიტეტის ასისტენტ-პროფესორმა ბრაიან ჰიმ.bbc

სამედიცინო პერსპექტივა

ეს მიღწევა გზას უხსნის ანტიბიოტიკორეზისტენტული ინფექციების მკურნალობის ახალ მეთოდებს. ტესტირებისას ხელოვნური ინტელექტის მიერ შექმნილი ფაგების კოქტეილმა სწრაფად დაძლია რეზისტენტობა E. coli-ს სამ შტამში, მაშინ როცა მხოლოდ ბუნებრივმა ვირუსმა სრული კრახი განიცადა. ფაგური თერაპია სულ უფრო მეტად განიხილება, როგორც პერსპექტიული მიდგომა იმ ბაქტერიული ინფექციების წინააღმდეგ საბრძოლველად, რომლებიც ტრადიციულ ანტიბიოტიკებს აღარ ემორჩილება.arcinstitute+2

მანჩესტერის ბიოტექნოლოგიის ინსტიტუტის გენომიკის კათედრის გამგემ, პატრიკ კაიმ, კვლევას "მნიშვნელოვანი ეტაპი" უწოდა და აღნიშნა, რომ გენომური ენობრივი მოდელები "იწყებენ ევოლუციის მიერ კოდირებული დიზაინის პრინციპების გააზრებას".bbc+1

ბიოუსაფრთხოების საკითხები

Science-ში გამოქვეყნებულ თანმხლებ კომენტარში, ჯონ ჰოპკინსის ჯანმრთელობის უსაფრთხოების ცენტრის მკვლევარმა თომას ინგლსბიმ და მისმა კოლეგებმა გააფრთხილეს, რომ აღმოჩენა აჩენს "გადაუდებელ უსაფრთხოების კითხვებს". მათი თქმით, საკითხი უკვე აღარ არის ის, მოხდება თუ არა გენერაციული ვირუსული დიზაინის განვითარება, არამედ ის, თუ როგორ შეიძლება ეს პროცესი წარიმართოს "სერიოზული ზიანის მიყენების გარეშე".bbc

მკვლევარებმა მიიღეს სიფრთხილის ზომები და თავიანთი მონაცემთა ბაზიდან გამორიცხეს ის ვირუსები, რომლებსაც რთული ორგანიზმების დაინფიცირება შეუძლიათ, ასევე მუშაობდნენ მხოლოდ ბაქტერიულ ფაგებზე დაცულ ლაბორატორიულ გარემოში. ინჟინერული ფაგების გენომები შედგება დაახლოებით 5400 ფუძე წყვილისგან — რაც ყველაზე პატარა ცოცხალი უჯრედის გენომის 500 000 ფუძე წყვილის მხოლოდ მცირე ნაწილია — თუმცა ჰიმ აღნიშნა, რომ მისი გუნდი "ნამდვილად არის დაინტერესებული უფრო რთული ორგანიზმების დაპროექტებისკენ მუშაობით".bbc