Ερευνητές σχεδίασαν 16 νέους βακτηριοφάγους με τη βοήθεια Τεχνητής Νοημοσύνης που εξοντώνουν ανθεκτικά μικρόβια
Για πρώτη φορά επιστήμονες χρησιμοποίησαν συστήματα AI για να σχεδιάσουν ολόκληρα γονιδιώματα ιών, τα οποία στη συνέχεια αποδείχθηκαν λειτουργικά στο εργαστήριο.
Συγκεκριμένα, ερευνητές στις Ηνωμένες Πολιτείες δημιούργησαν 16 νέους ιούς, οι οποίοι δεν υπάρχουν στη φύση και σχεδιάστηκαν ώστε να προσβάλλουν βακτήρια και όχι ανθρώπινα κύτταρα.
Η ανακάλυψη θεωρείται σημαντικό ορόσημο για τη συνθετική βιολογία, καθώς ανοίγει τον δρόμο για νέες θεραπείες απέναντι σε επικίνδυνες βακτηριακές λοιμώξεις.
Την ίδια στιγμή όμως, η δυνατότητα δημιουργίας νέων ιικών γονιδιωμάτων μέσω Τεχνητής Νοημοσύνης προκαλεί έντονες συζητήσεις στην επιστημονική κοινότητα, καθώς εγείρει ερωτήματα σχετικά με τον έλεγχο και την ασφάλεια της συγκεκριμένης τεχνολογίας.
Πώς η AI «δημιούργησε» νέους ιούς
Η διαδικασία θυμίζει σε μεγάλο βαθμό τον τρόπο λειτουργίας μοντέλων όπως το ChatGPT, με τη διαφορά ότι αντί για λέξεις και προτάσεις, η Τεχνητή Νοημοσύνη αναλύει και προβλέπει ακολουθίες γενετικού κώδικα.
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Στάνφορντ χρησιμοποίησαν τα μοντέλα Evo1 και Evo2, τα οποία είχαν εκπαιδευτεί πάνω σε τεράστιες βάσεις γενετικών δεδομένων από ιούς, βακτήρια, φυτά αλλά και ανθρώπινο γενετικό υλικό.
Στη συνέχεια, τα συστήματα προσαρμόστηκαν ώστε να σχεδιάζουν βακτηριοφάγους, δηλαδή ειδικούς ιούς που επιτίθενται σε βακτήρια.
Από τις χιλιάδες γενετικές ακολουθίες που δημιούργησε η AI, οι επιστήμονες επέλεξαν 302 σχέδια που θεωρήθηκαν τα πιο υποσχόμενα και προχώρησαν στη σύνθεσή τους στο εργαστήριο.
Από αυτά, 16 νέοι βακτηριοφάγοι αποδείχθηκαν λειτουργικοί, καθώς μπορούσαν να αναπαραχθούν και να καταστρέψουν βακτήρια E.coli.
«Είναι το επόμενο βήμα στην πολυπλοκότητα όσων μπορούν να σχεδιαστούν από τη γενετική AI», δήλωσε ο Brian Hie, επίκουρος καθηγητής στο Στάνφορντ, εξηγώντας ότι για πρώτη φορά ένα μοντέλο Τεχνητής Νοημοσύνης σχεδίασε πλήρη γονιδιώματα ικανά να λειτουργούν μέσα σε κύτταρα.
Νέα όπλα απέναντι στα ανθεκτικά μικρόβια
Η σημαντικότερη πιθανή εφαρμογή της ανακάλυψης αφορά την αντιμετώπιση της μικροβιακής αντοχής.
Καθώς ολοένα περισσότερα βακτήρια εμφανίζουν ανθεκτικότητα στα υπάρχοντα αντιβιοτικά, οι επιστήμονες αναζητούν εναλλακτικές θεραπείες.
Οι βακτηριοφάγοι αποτελούν μια πολλά υποσχόμενη λύση, καθώς μπορούν να στοχεύουν συγκεκριμένα βακτήρια χωρίς να επηρεάζουν ολόκληρο τον οργανισμό.
Οι νέοι τεχνητά σχεδιασμένοι ιοί θα μπορούσαν στο μέλλον να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη εξατομικευμένων θεραπειών κατά λοιμώξεων που σήμερα θεωρούνται δύσκολες ή αδύνατες να αντιμετωπιστούν.
Οι προειδοποιήσεις για τη βιοασφάλεια
Παρά τις ιατρικές προοπτικές, ειδικοί προειδοποιούν ότι η ίδια τεχνολογία θα μπορούσε θεωρητικά να δημιουργήσει νέες προκλήσεις.
Οι Thomas Inglesby και Moritz Hanke από το Johns Hopkins Center for Health Security υπογράμμισαν σε σχόλιό τους στο περιοδικό Science ότι η δυνατότητα σχεδιασμού ιικών γονιδιωμάτων με χρήση παραγωγικής Τεχνητής Νοημοσύνης δημιουργεί «επείγοντα ζητήματα βιοασφάλειας και βιοπροστασίας».
Οι επιστήμονες που πραγματοποίησαν τη μελέτη έλαβαν αυστηρά μέτρα ασφαλείας.
Τα δεδομένα εκπαίδευσης δεν περιλάμβαναν ιούς που προσβάλλουν σύνθετους οργανισμούς, ενώ η έρευνα επικεντρώθηκε αποκλειστικά σε βακτηριοφάγους.
Επιπλέον, όλες οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε ελεγχόμενο εργαστηριακό περιβάλλον.
Ωστόσο, η νέα εξέλιξη δείχνει ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη περνά πλέον από την ανάλυση της βιολογίας στη δημιουργία νέων βιολογικών σχεδίων. Το μεγάλο στοίχημα για την επιστήμη θα είναι να αξιοποιήσει αυτή τη δύναμη για την αντιμετώπιση ασθενειών, διατηρώντας παράλληλα αυστηρούς μηχανισμούς ελέγχου.
