Do tej pory sztuczna inteligencja była wykorzystywana między innymi do projektowania nowych antybiotyków czy modyfikowania istniejących cząsteczek, ale zaprojektowanie całego genomu wirusa to znacznie bardziej skomplikowane zadanie. Ale i to się udało, a dokonał tego zespół kierowany przez Briana Hie ze Stanford University, który zastosował modele Evo1 i Evo2. Działają one w sposób przypominający duże modele językowe, z tą różnicą, że zamiast przewidywać kolejne słowa, analizują i przewidują sekwencje kodu genetycznego.
Modele wykorzystano do wygenerowania tysięcy potencjalnych genomów bakteriofagów. Naukowcy wybrali następnie 302 najbardziej obiecujące projekty i podjęli próbę ich syntezy w laboratorium. To jednak wystarczyło, by potwierdzić, że AI potrafi zaprojektować kompletny genom wirusa, który po stworzeniu będzie w stanie funkcjonować i namnażać się w komórkach gospodarza.
To kolejny etap złożoności, którą można zaprojektować za pomocą generatywnej AI. Po raz pierwszy wykorzystaliśmy ją do zaprojektowania kompletnego genomu, który może się replikować i pełnić inne funkcje wewnątrz komórek. To było dla nas nowe terytorium
AI zaprojektowała 16 działających wirusów
Naukowcy nie poprzestali jednak na stworzeniu nowych genomów, od razu chcieli sprawdzić, czy zaprojektowane przez AI bakteriofagi rzeczywiście będą działały. W laboratorium umieszczono je na płytkach zawierających bakterie E. coli, z niecierpliwością oczekując na charakterystyczne przejaśnienia powstające w miejscach, w których bakteriofagi niszczą kolonie bakterii.
W pewnym momencie pojawiły się pierwsze oznaki, że eksperyment się udał - ostatecznie okazało się, że 16 zaprojektowanych bakteriofagów potrafi skutecznie infekować i zabijać E. coli. Co więcej, połączenie kilku z nich pozwoliło szybko przełamać oporność dwóch różnych szczepów bakterii i to właśnie ten aspekt może mieć największe znaczenie medyczne.
Zobacz również:
Nowa broń przeciwko bakteriom opornym na antybiotyki
Bakteriofagi od dawna są przedmiotem zainteresowania naukowców jako potencjalne narzędzie do leczenia infekcji, których nie da się skutecznie zwalczyć antybiotykami. Problem polega na tym, że bakterie mogą uodparniać się również na działanie bakteriofagów i tu do akcji wkracza AI, które może w przyszłości pozwolić znacznie szybciej projektować wirusy dopasowane do konkretnych bakterii, a następnie modyfikować je w taki sposób, by omijały mechanizmy oporności.
W praktyce oznaczałoby to możliwość tworzenia swoistych "zestawów" bakteriofagów przeznaczonych do walki z określonymi infekcjami. Co więcej, potencjał tej technologii wykracza poza terapię fagową, naukowcy wskazują, że podobne podejście może w przyszłości pomóc w projektowaniu enzymów, przeciwciał czy innych biologicznych narzędzi wykorzystywanych w medycynie. Prof. Marc Güell z Pompeu Fabra University określił badanie jako "bardzo znaczący punkt zwrotny", ponieważ po raz pierwszy naukowcy zaczynają projektować biologię za pomocą komputera.
Niestety ten przełom ma również ciemną stronę, bo możliwość projektowania nowych organizmów i wirusów za pomocą AI oznacza również pojawienie się zupełnie nowych zagrożeń. Autorzy badania zastosowali szereg zabezpieczeń, modele nie były szkolone na danych dotyczących wirusów atakujących ludzi, zwierzęta czy rośliny i skupili się na bakteriofagach, a cały eksperyment przeprowadzono w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, ale specjaliści zajmujący się bezpieczeństwem biologicznym i tak ostrzegają, że właśnie przekroczono ważną granicę.
