AI stvorio nove viruse koji se razmnožavaju - dok jedni slave, drugi strahuju

Umjetna inteligencija iskorištena je za dizajniranje potpuno novih virusa koji su u laboratoriju funkcionalni i sposobni za razmnožavanje, objavili su istraživači iz Sjedinjenih Američkih Država.

Ovo je prvi put da su kompletni virusni genomi uspješno dizajnirani uz pomoć umjetne inteligencije.

Značajno otkrićeNeki ljudi su zaista "slađi" komarcima, naučnici otkrili zašto komarci biraju baš vas

Nastalo je 16 novih virusa koji su razvijeni kako bi inficirali bakterije i ne predstavljaju prijetnju ljudima.

Otkriće je ocijenjeno kao "veoma značajna prekretnica" u nauci koja bi mogla otvoriti novo poglavlje u liječenju bolesti. Istovremeno, stručnjaci upozoravaju da virusi koje dizajnira umjetna inteligencija otvaraju "hitna" pitanja sigurnosti i biološke zaštite.

Alati zasnovani na umjetnoj inteligenciji ubrzano napreduju i već su korišteni za razvoj novih antibiotika.

Međutim, to je znatno jednostavnije nego osmisliti potpuno novi, održivi virus od samog početka.

- Ovo je sljedeći korak u složenosti onoga što generativna umjetna inteligencija može dizajnirati. Prvi put je generativna AI korištena za dizajniranje kompletnog genoma, nečega što se može replicirati i obavljati druge funkcije unutar ćelija. Za nas je ovo bilo potpuno novo područje, rekao je za BBC Brian Hie, docent na Univerzitetu Stanford.

AI koja uči jezik života

Tehnologija funkcioniše na sličan način kao veliki jezički modeli, poput ChatGPT-a, koji predviđaju nizove riječi.

U ovom slučaju modeli umjetne inteligencije, nazvani Evo1 i Evo2, predviđaju "jezik života", odnosno genetske sekvence umjesto tekstualnih riječi.

Modeli su obučeni na genetskim kodovima virusa, bakterija, biljaka i ljudi. Nakon toga dodatno su prilagođeni kako bi stvarali bakteriofage - vrstu virusa koja napada isključivo određene vrste bakterija.

Istraživači sa Stanforda odabrali su 302 najperspektivnija dizajna koja je predložila umjetna inteligencija i sintetizirali ih u laboratoriji. Od njih se pokazalo da je 16 uspješno uništavalo bakteriju Escherichia coli (E. coli).

Samuel King, doktorand koji je učestvovao u istraživanju, rekao je da su u ranim jutarnjim satima shvatili da novi bakteriofagi zaista funkcionišu.

Virusi su postavljeni na Petrijeve posude u kojima je rastao sloj bakterija, a naučnici su čekali znakove da ih novi virusi uspješno uništavaju.

- Počeli smo primjećivati prozirne zone i to je bilo nevjerovatno uzbudljivo, rekao je King. Kada su rezultati podijeljeni s ostatkom tima, prisjetio se Hie, "prostorija je spontano eruptirala aplauzom".

Nova nada protiv bakterija otpornih na antibiotike

Razvoj novih bakteriofaga mogao bi otvoriti nove mogućnosti za liječenje infekcija koje su postale otporne na antibiotike.

Taj pristup, poznat kao fagoterapija, smatra se jednim od mogućih odgovora na rastući problem bakterijskih infekcija koje više ne reaguju na postojeće lijekove.

Ipak, ovo dostignuće pokazuje i da umjetna inteligencija može dizajnirati potpuno novu biologiju koja nadilazi ono što postoji u prirodi, odnosno oblast poznatu kao sintetička biologija.

Hie smatra da bi to moglo "značajno unaprijediti ljudsko zdravlje" kroz razvoj novih lijekova i terapija.

Pitanja sigurnosti i moguće zloupotrebe

Istovremeno, već su se pojavile zabrinutosti da bi se ista tehnologija mogla zloupotrijebiti za stvaranje novih uzročnika bolesti.

U komentaru objavljenom uz rad u časopisu Science, dr. Thomas Inglesby i dr. Moritz Hanke iz Centra za zdravstvenu sigurnost Univerziteta Johns Hopkins naveli su da rezultati otvaraju "hitna pitanja biosigurnosti i biozaštite".

Prema njihovim riječima, više nije pitanje hoće li generativni dizajn virusnih genoma postojati, već da li se može koristiti bez stvaranja ozbiljnih rizika.

Posebno upozoravaju da se ne bi trebalo baviti razvojem novih virusa koji imaju potencijal izazivanja bolesti kod ljudi.

Istraživački tim je, kako navode, poduzeo niz mjera kako bi smanjio rizike. Iz baze podataka za obuku isključeni su virusi koji mogu zaraziti složene organizme, istraživanje je provedeno isključivo na bakteriofazima, a sav rad odvijao se u sigurnoj laboratoriji.

Hie smatra da postojeće zaštitne mjere u velikoj mjeri osiguravaju da se ova tehnologija koristi isključivo u korisne svrhe.

Od digitalnog dizajna do biologije

Virusi se ne smatraju živim organizmima, a prelazak na dizajniranje živih organizama predstavljao bi mnogo veći naučni izazov.

Genetski kod razvijenih bakteriofaga sadrži oko 5.400 baznih parova. Najmanji poznati genom žive ćelije ima oko 500.000 baznih parova, dok ljudski genom sadrži približno tri milijarde.

Hie kaže da bi pokušaj dizajniranja jednostavnih živih organizama zahtijevao mnogo rada, ali da "nije nemoguć" te da istraživači svakako žele napredovati u tom pravcu.

Profesor Marc Güell iz laboratorije za sintetičku biologiju Univerziteta Pompeu Fabra u Španiji ocijenio je istraživanje kao "veoma značajnu prekretnicu", jer se "po prvi put u historiji biologija počinje dizajnirati na računaru".

Prema njegovim riječima, to otvara mogućnost razvoja bakteriofaga za liječenje bolesti, enzima za terapiju genetskih poremećaja te antitijela koja bi mogla imati važnu ulogu u imunoterapiji.

Profesor Patrick Cai, predsjedavajući oblasti sintetičke genomike na Manchester Institute of Biotechnology, smatra da je riječ o "važnoj prekretnici".

- Značaj ovog istraživanja daleko nadilazi bakteriofage. Ono pokazuje da modeli umjetne inteligencije za genome počinju razumijevati principe dizajna koje je oblikovala evolucija, čime se otvaraju vrata pisanju genoma uz pomoć umjetne inteligencije, rekao je Cai.