Учени използваха изкуствен интелект, за да създадат нови вируси

Учени са използвали изкуствен интелект, за да проектират нови вируси, способни да унищожават клетки в лабораторни условия.

Това е първият случай, при който технологията е използвана успешно за генериране на цели геноми – пълния набор от генетични инструкции, необходими за изграждането на функциониращ биологичен организъм.

Поддръжниците на изследването смятат, че технологията може да помогне за разработването на нови терапии. Експерти обаче предупреждават, че постижението поставя „неотложни“ въпроси, свързани с биологичната безопасност и сигурността.

В рамките на изследването учени от Станфордския университет в Калифорния използвали изкуствен интелект, за да създадат геноми на вируси, които заразяват бактерии.

AI предложил хиляди потенциални геноми, от които изследователите създали 302 в лабораторията и впоследствие ги тествали върху бактерии.

Общо 16 от предложените от изкуствения интелект вируси успели да унищожат бактерията Escherichia coli (E. coli).

Създадените вируси са бактериофаги – вируси, които заразяват единствено бактерии и не могат да инфектират човешки, животински или растителни клетки.

Представяйки резултатите, д-р Брайън Хай, инженер-химик и един от авторите на изследването, обяснява:

„В този случай искахме моделът да генерира целия геном от начало до край, с едно преминаване отляво надясно. Ние не добавихме нищо.“

Изследването е публикувано заедно със съпътстваща статия, предупреждаваща за потенциалните рискове от подобен технологичен напредък.

Експертите от университета „Джонс Хопкинс“ д-р Томас Ингълсби и д-р Морис Ханке пишат:

„Макар това да е обещаващо за приложенията в науките за живота, то повдига и неотложни въпроси за биологичната безопасност и биосигурността.“

„Възможността за съставяне на вирусни геноми с помощта на генеративен изкуствен интелект вече съществува. Управленските механизми, които да гарантират безопасното използване на тази технология, все още не съществуват.“

За изследването учените използвали AI инструментите Evo 1 и Evo 2.

Те функционират по сходен начин с големите езикови модели, върху които са базирани чатботове като ChatGPT и Grok, но вместо върху писмен текст са обучени върху генетични кодове.

Моделите били обучени върху два милиона генома на бактериофаги, след което получили задачата да създадат нови потенциални геноми.

Учените синтезирали геномите, генерирани от AI, в лаборатория и ги поставили в петриеви панички с E. coli. Така бактериите започнали да произвеждат копия на вирусите.

След това учените наблюдавали пробите, за да установят дали бактериофагите ще започнат да атакуват и унищожават бактериите.

„Започнахме да виждаме тези чисти участъци и това беше изключително вълнуващо“, разказва пред Би Би Си докторантът Самюъл Кинг.

Според авторите резултатите предоставят модел за създаването на разнообразни синтетични бактериофаги и други полезни биологични системи на ниво цял геном.

Учените отбелязват, че бактериофагите притежават едни от най-малките известни геноми, което значително улеснява тяхното създаване. Въпреки това изследването се разглежда като стъпка към използването на AI за значително по-сложни разработки.

Д-р Патрик Цай от Манчестърския университет заявява:

„Макар това да са сравнително малки геноми на бактериофаги, значението на резултатите се простира далеч отвъд фагите.“

„Това предполага, че езиковите модели за геноми започват да усвояват принципите на проектиране, кодирани от еволюцията, което отваря вратата към създаването на геноми с помощта на изкуствен интелект.“

Професорът по инженерство на синтетични геноми Том Елис от Imperial College London определя изследването като впечатляващо, но посочва, че то едновременно показва колко трудно би било създаването на по-големи и сложни геноми.

„Това буквално е най-малкият и най-лесният за създаване геном“, казва той пред „Гардиън“.

По думите му изкуствен интелект, обучен върху опасни патогени, теоретично би могъл да бъде използван за проектирането на вредни вируси. Ограничаването на достъпа до определени генетични данни и възможностите за синтезиране на рискови геноми обаче би могло да намали опасността, като правителствата вече работят по подобни мерки.

Елис същевременно предупреждава рискът да не бъде преувеличаван.

„Заплахата от пълното проектиране и създаване на геном на вирус или бактерия от AI е силно преувеличена“, казва той.

Според него много по-реалистична заплаха е модифицирането на вече съществуващи патогени чрез т.нар. изследвания за придобиване на функция (gain-of-function).

При тях патогените се изменят генетично, за да се проучи как биха могли да еволюират, включително чрез промени в тяхната заразност, вирулентност или способност да инфектират различни гостоприемници. Целта е учените да разберат по-добре потенциалните бъдещи заплахи и да се подготвят за тях.

Този тип изследвания се превърнаха в предмет на остри спорове по време на пандемията от COVID-19, включително заради дискусиите около експерименти в Института по вирусология в Ухан, част от които са били финансирани с американски средства, и въпроса дали подобни изследвания биха могли да имат отношение към произхода на пандемията.

Мария Пенчева