Prvi put u povijesti, računalni algoritmi nisu samo analizirali život, već su ga počeli i stvarati. U borbi protiv bakterija otpornih na antibiotike, umjetna inteligencija sada radi na stvaranju virusa koji bi mogli spasiti živote. Znanstvenici tvrde da bi ii AI generirani virusi mogli otvoriti put budućim terapijskim primjenama.
Ovo je prvi put da AI sustavi mogu napisati koherentne genomske sekvence velikih razmjera. Sljedeći korak je AI-generirani život, kaže za Nature Brian Hie, računalni biolog sa Sveučilišta Stanford u Kaliforniji i jedan od autora studije koja je objavljena na preprint serveru bioRxiv i koja još nije prošla znanstvene recenzije.
Njegov kolega Samuel King ipak umiruje očekivanja. Potrebno je puno eksperimentalnih napredaka da bi se dizajnirao čitav živi organizam, kaže.
Istraživanje pokazuje potencijal AI-a u dizajniranju biotehnoloških alata za borbu protiv bakterijskih infekcija. Nadamo se da bi strategija poput ove mogla nadopuniti postojeće strategije fag (bakteriofag) terapije i jednog dana unaprijediti terapijske metode za ciljanje patogena od interesa, kaže Hie.
Iznenađujući rezultat
Dizajniranje cijelih genoma puno je složenije od generiranja pojedinačnih proteina zbog složenih interakcija gena i procesa replikacije. Navedeni tim znanstvenika je koristio AI modele Evo 1 i Evo 2, uvježbane na više od dva milijuna fag genoma (cjelokupna genetska informacija bakteriofaga), kako bi stvorili virusne sekvence temeljene na virusu ΦX174, jednostavnom jednolančanom DNK virusu s 5386 nukleotida u 11 gena. Dodatno nadgledano učenje preciziralo je AI da cilja bakteriju E. coli, uključujući i sojeve otporne na antibiotike.
Tisuće AI-generiranih sekvenci sužene su na 302 održiva bakteriofaga. Većina je imala više od 40 posto nukleotidne sličnosti s ΦX174, iako su neki sadržavali potpuno različite kodirajuće sekvence. DNK sintetizirana iz tih dizajna umetnuta je u domaćinske bakterije, a eksperimentalna testiranja otkrila su da 16 AI-dizajniranih fagova može zaraziti E. coli. Kombinacije tih fagova čak su ubile sojeve koje prirodni ΦX174 nije mogao.
Bio je to prilično iznenađujući rezultat koji nas je jako uzbudio, jer pokazuje da bi ova metoda potencijalno mogla biti vrlo korisna za terapijske svrhe, ističe King.
Sigurnost i etička razmatranja
Peter Koo, računalni biolog u Laboratoriju Cold Spring Harbor u New Yorku, koji nije sudjelovao u istraživanju, rekao je za Nature da postoji zanimljiva mogućnost za primjenu te terapije, ali uz upozorenje. Naglašava da Evo model zahtijeva ljudsko usmjeravanje kako bi se virusi generirali sigurno.
Kerstin Göpfrich, biofizičarka sa Sveučilišta Heidelberg koja nije sudjelovala u istraživanju, u komentaru za Nature ističe pak problem dvostruke upotrebe. Mislim da u istraživanju općenito uvijek postoji problem dvostruke upotrebe. Nema ništa specifično u AI-u i napredak se uvijek može koristiti, i za dobro, i za loše, napominje ona.
U studiji su izuzeti virusi koji utječu na eukariote iz trening podataka, a ΦX174 fag i njegov domaćin E. coli imaju dugu povijest sigurne upotrebe u molekularno-biološkim istraživanjima. Autori istraživanja se nadaju da bi AI-dizajnirani virusi mogli pružiti sigurna rješenja za bakterijske infekcije i druge javnozdravstvene izazove.
