Umjetna inteligencija prvi je put korištena za stvaranje potpuno novih i funkcionalnih virusa, a znanstvenici poručuju da bi otkriće moglo promijeniti medicinu.
Umjetna inteligencija iskorištena je za dizajniranje potpuno novih virusa koji su funkcionalni i mogu se razmnožavati u laboratoriju, tvrde američki istraživači. To je prvi put da su uz pomoć umjetne inteligencije uspješno dizajnirani cijeli genomi.
Nastalo je 16 novih virusa koji su stvoreni kako bi zarazili bakterije i ne predstavljaju prijetnju ljudima.
Ovo otkriće opisano je kao “vrlo značajna prekretnica” u znanosti koja bi mogla otvoriti novo razdoblje u liječenju bolesti. Međutim, stručnjaci upozoravaju da virusi dizajnirani umjetnom inteligencijom otvaraju i “hitna” pitanja sigurnosti i biološke zaštite.
AI sada može dizajnirati cijeli genom
Alati umjetne inteligencije ubrzano napreduju, a već su korišteni za dizajniranje novih antibiotika. No to je relativno jednostavno u usporedbi s dizajniranjem potpuno novog i funkcionalnog virusa od nule.
“Ovo je sljedeći korak u složenosti onoga što se može dizajnirati generativnom umjetnom inteligencijom. Ovo je prvi put da je generativna umjetna inteligencija korištena za dizajniranje cijelog genoma, nečega što se može razmnožavati i obavljati druge funkcije unutar stanica. Za nas je to bio potpuno novi teritorij”, rekao je za BBC Brian Hie, docent na Sveučilištu Stanford.
Tehnologija funkcionira slično velikim jezičnim modelima poput ChatGPT-a, koji predviđaju nizove teksta.
U ovom slučaju modeli umjetne inteligencije, poznati kao Evo1 i Evo2, umjesto jezika predviđaju sekvence takozvanog jezika života. Modeli su trenirani na genetskim kodovima virusa, bakterija, biljaka i ljudi.
Nakon toga dodatno su prilagođeni kako bi stvarali jednu vrstu virusa, poznatu kao bakteriofag, koji inficira samo određene vrste bakterija.
Istraživači sa Stanforda odabrali su 302 najperspektivnija dizajna umjetne inteligencije i sintetizirali ih u laboratoriju. Od njih se 16 pokazalo učinkovitim u uništavanju bakterije E. coli.
Samuel King, doktorand koji radi u laboratoriju, rekao je da su u ranim jutarnjim satima shvatili da bakteriofagi djeluju. Bakteriofagi su stavljeni u Petrijeve zdjelice u kojima se nalazio sloj bakterija, a znanstvenici su čekali znakove da njihovi novi virusi počinju uništavati bakterije.
“Počeli smo primjećivati ta prozirna područja i bilo je iznimno uzbudljivo”, rekao je King. Kada su rezultati predstavljeni ostatku tima, “prostorija je spontano počela pljeskati”, prisjetio se Hie.
Razvoj novih bakteriofaga mogao bi dovesti do novih načina liječenja infekcija koje su postale otporne na antibiotike.
No ovo otkriće također pokazuje da umjetna inteligencija može dizajnirati novu biologiju koja nadilazi ono što postoji u prirodi, područje poznato kao sintetička biologija. Hie smatra da ta tehnologija ima potencijal “dramatično poboljšati ljudsko zdravlje” razvojem novih lijekova i terapija.
Stručnjaci upozoravaju na ozbiljne rizike
Već su se, međutim, pojavile zabrinutosti da bi ista tehnologija mogla biti zlonamjerno iskorištena za stvaranje novih bolesti.
U komentaru koji je objavljen uz istraživanje u časopisu Science, dr. Thomas Inglesby i dr. Moritz Hanke iz Centra za zdravstvenu sigurnost Sveučilišta Johns Hopkins napisali su da rezultati otvaraju “hitna pitanja biološke sigurnosti i biološke zaštite”.
Naveli su da više nije pitanje “hoće li postojati generativno dizajniranje virusnih genoma”, nego može li se ta tehnologija koristiti bez “omogućavanja ozbiljne štete”.
Primjerice, smatraju da se ne bi trebalo pokušavati stvarati nove viruse koji imaju potencijal uzrokovati bolesti.
Sami istraživači poduzeli su niz mjera kako bi rizike sveli na najmanju moguću mjeru. Iz baze podataka za treniranje isključili su viruse koji mogu zaraziti složene organizme, istraživanje su provodili na bakteriofazima, a ne na virusima koji mogu zaraziti ljude, te je cijeli eksperiment izveden u sigurnom laboratoriju.
Hie smatra da i postojeće zaštitne mjere u velikoj mjeri pridonose “osiguravanju da se tehnologija koristi u dobre svrhe”.
Virusi nisu živa bića, a bio bi potreban još jedan velik tehnološki iskorak kako bi umjetna inteligencija mogla generirati žive organizme. Genetski kod bakteriofaga dug je oko 5400 parova baza, odnosno “slova”. Najmanji genom neke žive stanice ima oko 500.000 parova baza, dok ljudski genom ima oko tri milijarde parova baza.
Hie kaže da bi pokušaj stvaranja nekih jednostavnih organizama “vjerojatno zahtijevao mnogo rada, ali nije nemoguć” te dodaje da su istraživači “definitivno zainteresirani za rad u tom smjeru”.
“Počinjemo dizajnirati biologiju na računalu”
Profesor Marc Güell iz laboratorija za sintetičku biologiju Sveučilišta Pompeu Fabra u Španjolskoj rekao je da je istraživanje “vrlo značajna prekretnica” jer “prvi put u povijesti počinjemo dizajnirati biologiju na računalu”.
Rekao je da nam to “omogućuje sanjati o uzbudljivim mogućnostima za rješavanje najvećih izazova čovječanstva”, poput razvoja bakteriofaga za borbu protiv bolesti, enzima za liječenje genetskih poremećaja i antitijela koja bi se mogla koristiti u imunoterapiji.
Profesor Patrick Cai, voditelj područja sintetičke genomike na Institutu za biotehnologiju u Manchesteru, rekao je da je istraživanje “važna prekretnica”.
“Značaj ovoga daleko nadilazi bakteriofage. Rezultati sugeriraju da jezični modeli genoma počinju učiti principe dizajna koje je oblikovala evolucija, čime se otvaraju vrata pisanju genoma uz pomoć umjetne inteligencije”, zaključio je.
