Veštačka inteligencija korišćena za dizajniranje novih virusa

Ovo je prvi put da su kompletni genomi uspešno dizajnirani uz pomoć veštačke inteligencije.

Tako je nastalo 16 novih virusa, napravljenih da inficiraju bakterije, koji ne predstavljaju pretnju za ljude.

Ovo dostignuće opisano je kao "veoma značajna prekretnica" u nauci, koja bi mogla da otvori novu eru u lečenju bolesti. Međutim, stručnjaci su upozorili i da virusi dizajnirani pomoću veštačke inteligencije otvaraju "hitna" pitanja bezbednosti i sigurnosti.

Alati veštačke inteligencije brzo napreduju i već su korišćeni za razvoj novih antibiotika.

Međutim, to je relativno jednostavno u poređenju sa stvaranjem potpuno novog, funkcionalnog virusa od nule.

"Ovo je sledeći korak kada je reč o složenosti onoga što se može dizajnirati generativnom veštačkom inteligencijom. Ovo je prvi put da je generativna veštačka inteligencija korišćena za dizajniranje kompletnog genoma, nečega što može da se razmnožava i obavlja druge funkcije unutar ćelija... Za nas je ovo bila potpuno nova teritorija", rekao je za BBC Brajan Haj, docent na Univerzitetu Stanford.

Tehnologija funkcioniše slično velikim jezičkim modelima, poput ChatGPT-a, koji predviđaju nizove teksta.

U ovom slučaju modeli veštačke inteligencije, poznati kao Evo1 i Evo2, umesto reči predviđaju "jezik života".

Modeli veštačke inteligencije obučavani su na genetskim kodovima virusa, bakterija, biljaka i ljudi.

Zatim su dodatno prilagođeni kako bi stvarali vrstu virusa poznatu kao bakteriofag, koji inficira samo određene vrste bakterija.

Istraživači sa Stanforda odabrali su 302 dizajna veštačke inteligencije koji su najviše obećavali i sintetisali ih u laboratoriji. Od njih se 16 pokazalo efikasnim u uništavanju bakterije E. coli.

Semjuel King, doktorand koji radi u laboratoriji, rekao je da su u ranim jutarnjim satima shvatili da fagi funkcionišu.

Fagi su stavljeni u Petrijeve posude na kojima je rastao sloj bakterija, a naučnici su čekali znake da njihovi novi virusi "uživaju u gozbi".

"Počeli smo da primećujemo te čiste površine i bilo je izuzetno uzbudljivo", rekao je King. Kada su rezultati podeljeni sa ostatkom tima, "prostorija je spontano odjeknula aplauzom", prisetio se Haj.

Razvoj novih faga mogao bi da dovede do novih načina lečenja infekcija koje su postale otporne na antibiotike.

Terapija fagima smatra se potencijalnim rešenjem za sve veći broj bakterijskih infekcija koje se ne mogu lečiti antibioticima.

Međutim, ovo dostignuće ukazuje i na sposobnost veštačke inteligencije da dizajnira nove biološke sisteme koji prevazilaze ono što postoji u prirodi - oblast poznatu kao sintetička biologija.

Haj tvrdi da ona ima potencijal da "ogromno unapredi zdravlje ljudi" razvojem novih lekova i terapija.

Međutim, već je izražena zabrinutost da bi ista tehnologija mogla da bude zloupotrebljena za stvaranje novih bolesti.

U komentaru koji je pratio objavljivanje studije u časopisu Science, dr Tomas Inglesbi i dr Moric Hanke iz Centra za zdravstvenu bezbednost Univerziteta Džons Hopkins napisali su da rezultati otvaraju "hitna pitanja biološke sigurnosti i biološke bezbednosti".

Naveli su da više nije pitanje "da li će postojati generativno dizajniranje virusnih genoma", već da li ono može da se koristi bez "omogućavanja nanošenja ozbiljne štete".

Na primer, naveli su da ne bi trebalo raditi na stvaranju novih virusa koji imaju potencijal da izazovu bolesti.

I sami istraživači preduzeli su korake kako bi bezbednost bila što veća. Iz baze podataka korišćene za obučavanje modela isključili su viruse koji mogu da inficiraju složene organizme, istraživanje su sproveli na fagima, a ne na virusima koji inficiraju ljude, a čitav rad obavljen je u bezbednoj laboratoriji.

Haj tvrdi da čak i postojeće mere zaštite u velikoj meri doprinose „obezbeđivanju da se tehnologija koristi u dobre svrhe“.

Od bitova u računarima do atoma

Virusi nisu živi organizmi i bio bi potreban još jedan veliki iskorak da bi veštačka inteligencija mogla da stvara žive organizme.

Genetski kod faga dugačak je oko 5.400 parova baza ("slova"). Najmanji genom žive ćelije ima oko 500.000 parova baza. Ljudski genom ima tri milijarde parova baza.

Haj kaže da bi pokušaj stvaranja nekih jednostavnih organizama "verovatno zahtevao mnogo rada, ali nije nemoguć" i dodaje da su istraživači "definitivno zainteresovani da rade u tom pravcu".

Profesor Mark Guel iz laboratorije za sintetičku biologiju Univerziteta Pompeu Fabra u Španiji rekao je da studija predstavlja "veoma značajnu prekretnicu", jer "prvi put u istoriji počinjemo da dizajniramo biologiju na računaru".

Prema njegovim rečima, to nam "omogućava da sanjamo o uzbudljivim mogućnostima za rešavanje najvećih izazova čovečanstva", kao što su razvoj faga za borbu protiv bolesti, enzima za lečenje genetskih poremećaja i antitela koja bi mogla da se koriste u imunoterapiji.

Profesor Patrik Kaj, šef katedre za sintetičku genomiku na Institutu za biotehnologiju u Mančesteru, rekao je da studija predstavlja "važnu prekretnicu".

"Značaj ovoga daleko prevazilazi fage - rezultati ukazuju na to da jezički modeli genoma počinju da uče principe dizajna koje je evolucija utkala u genetski kod, otvarajući vrata pisanju genoma uz pomoć veštačke inteligencije", dodao je.