Η τεχνητή νοημοσύνη σχεδίασε τους πρώτους λειτουργικούς ιούς που δεν υπάρχουν στη φύση

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Stanford και στο Arc Institute χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη για να σχεδιάσουν 16 λειτουργικούς ιούς με γονιδιώματα που δεν έχουν εμφανιστεί ποτέ στη φύση, σε αυτό που οι επιστήμονες περιγράφουν ως ένα «πολύ σημαντικό σημείο καμπής» για τη συνθετική βιολογία. Η εργασία, που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Science, σηματοδοτεί την πρώτη φορά που η παραγωγική τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πλήρων, βιώσιμων ιικών γονιδιωμάτων.bbc+1

Πώς λειτουργεί

Η ομάδα χρησιμοποίησε μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης που ονομάζονται Evo 1 και Evo 2, τα οποία λειτουργούν παρόμοια με μεγάλα γλωσσικά μοντέλα όπως το ChatGPT, αλλά προβλέπουν γενετικές αλληλουχίες αντί για λέξεις. Εκπαιδευμένα σε γενετικά δεδομένα από ιούς, βακτήρια, φυτά και ανθρώπους, τα μοντέλα ρυθμίστηκαν για να σχεδιάσουν βακτηριοφάγους — ιούς που στοχεύουν βακτήρια — με βάση έναν φυσικό ιό που ονομάζεται Phi X-174, ο οποίος μολύνει μόνο το E. coli.biorxiv+1

Από περίπου 300 σχέδια γονιδιωμάτων που παρήχθησαν από την τεχνητή νοημοσύνη και συντέθηκαν στο εργαστήριο, 16 αποδείχθηκαν βιώσιμα, μολύνοντας και εξοντώνοντας με επιτυχία τα βακτήρια E. coli. Πολλοί από τους φάγους που σχεδιάστηκαν από την τεχνητή νοημοσύνη επέδειξαν υψηλότερη προσαρμοστικότητα από τον φυσικό ιό-πρότυπο και μπόρεσαν να ξεπεράσουν τη βακτηριακή ανθεκτικότητα που ο αρχικός φάγος δεν μπορούσε.nytimes+2

«Αυτή είναι η πρώτη φορά που η παραγωγική τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται για να επινοήσει ένα πλήρες γονιδίωμα που μπορεί να αναπαραχθεί και να εκτελέσει άλλες κυτταρικές λειτουργίες», δήλωσε στο BBC ο Brian Hie, επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Stanford.bbc

Ιατρική προοπτική

Η ανακάλυψη ανοίγει τον δρόμο για νέες θεραπείες κατά λοιμώξεων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά. Ένα κοκτέιλ από τους φάγους που παρήγαγε η τεχνητή νοημοσύνη ξεπέρασε γρήγορα την ανθεκτικότητα σε τρία στελέχη E. coli κατά τη διάρκεια των δοκιμών, ενώ ο φυσικός ιός από μόνος του απέτυχε πλήρως. Η θεραπεία με φάγους θεωρείται όλο και περισσότερο ως μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την καταπολέμηση βακτηριακών λοιμώξεων που δεν ανταποκρίνονται πλέον στα παραδοσιακά αντιβιοτικά.arcinstitute+2

Ο Patrick Cai, πρόεδρος γονιδιωματικής στο Ινστιτούτο Βιοτεχνολογίας του Μάντσεστερ, χαρακτήρισε τη μελέτη ένα «σημαντικό ορόσημο», σημειώνοντας ότι τα γλωσσικά μοντέλα γονιδιώματος «αρχίζουν να κατανοούν τις αρχές σχεδιασμού που είναι κωδικοποιημένες από την εξέλιξη».bbc+1

Ανησυχίες για τη βιοασφάλεια

Σε σχόλιο που συνοδεύει τη δημοσίευση στο Science, ο Thomas Inglesby και οι συνεργάτες του στο Κέντρο Ασφάλειας Υγείας του Johns Hopkins προειδοποίησαν ότι τα ευρήματα εγείρουν «επείγοντα ζητήματα ασφάλειας», δηλώνοντας ότι δεν είναι πλέον θέμα του αν θα έρθει ο παραγωγικός σχεδιασμός ιών, αλλά του πώς μπορεί να προχωρήσει «χωρίς να προκαλέσει σοβαρή βλάβη».bbc

Οι ερευνητές έλαβαν προφυλάξεις αποκλείοντας από τα δεδομένα εκπαίδευσής τους ιούς που μπορούν να μολύνουν σύνθετους οργανισμούς και εργαζόμενοι αποκλειστικά σε βακτηριοφάγους μέσα σε ένα ασφαλές εργαστηριακό περιβάλλον. Τα γονιδιώματα των τροποποιημένων φάγων αποτελούνται από περίπου 5.400 ζεύγη βάσεων — ένα κλάσμα των περίπου 500.000 ζευγών βάσεων στο γονιδίωμα του μικρότερου ζωντανού κυττάρου — αλλά ο Hie ανέφερε ότι η ομάδα του «ενδιαφέρεται σίγουρα να εργαστεί προς την κατεύθυνση» του σχεδιασμού πιο σύνθετων οργανισμών.bbc