Η τεχνητή νοημοσύνη είναι ο κλάδος της πληροφορικής που ασχολείται με τη δημιουργία συστημάτων που μιμούνται την ανθρώπινη νοημοσύνη, επιτρέποντας σε μηχανές να εκτελούν γνωστικές λειτουργίες όπως η μάθηση, η επίλυση προβλημάτων και η λήψη αποφάσεων, συχνά μέσω της επεξεργασίας τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων. Τώρα η ίδια τεχνολογία κάνει ένα ακόμη πιο τολμηρό βήμα: τον σχεδιασμό ενός λειτουργικού γονιδιώματος. Ερευνητική ομάδα στην Καλιφόρνια κατάφερε να δημιουργήσει νέους ιούς με τη βοήθεια της AI, οι οποίοι μπόρεσαν να αναπαραχθούν και να εξοντώσουν βακτήρια, σύμφωνα με το MIT Technology Review.
Το πρώτο «ψηφιακό» γονιδίωμα
Η ομάδα του Πανεπιστημίου Στάνφορντ και του μη κερδοσκοπικού Arc Institute στο Πάλο Άλτο δηλώνει ότι πρόκειται για την πρώτη περίπτωση γενετικού σχεδιασμού σε επίπεδο πλήρους γονιδιώματος. Η δουλειά τους θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για νέες θεραπείες και να επιταχύνει την έρευνα σε τεχνητά κατασκευασμένα κύτταρα.
«Εντυπωσιακό πρώτο βήμα» χαρακτηρίζει το επίτευγμα ο βιολόγος Τζεφ Μπόκε από το NYU Langone Health, σημειώνοντας ότι οι προτάσεις της AI ήταν απρόσμενες και δημιουργικές: «Εμφανίστηκαν ιοί με νέα γονίδια, ακόμη και με διαφορετική σειρά και διάταξη».
Ο Κρεγκ Βέντερ, πρωτοπόρος στη δημιουργία εργαστηριακών οργανισμών, υπενθυμίζει ότι πριν από δεκαετίες η δική του ομάδα έκανε την ίδια δουλειά χειροκίνητα, με πολύχρονα πειράματα δοκιμής και σφάλματος. Η AI έρχεται να συμπιέσει αυτή τη διαδικασία σε πολύ λιγότερο χρόνο.
Η ταχύτητα είναι και ο λόγος που πολλοί θεωρούν ότι η AI θα αλλάξει τη βιολογία. Ήδη απέσπασε Νόμπελ για την πρόβλεψη της τρισδιάστατης δομής των πρωτεϊνών και προσελκύει δισεκατομμύρια δολάρια επενδύσεων για ανακάλυψη νέων φαρμάκων.
Πώς έγινε το πείραμα
Στόχος των ερευνητών ήταν να δημιουργήσουν παραλλαγές του βακτηριοφάγου phiX174, ενός μικρού ιού με μόλις 11 γονίδια και περίπου 5.000 γράμματα DNA. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποίησαν μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης που εκπαιδεύτηκαν σε περίπου 2 εκατομμύρια γονιδιώματα βακτηριοφάγων.
Στη συνέχεια οι ερευνητές «εκτύπωσαν» χημικά 302 από αυτά τα προτεινόμενα σχέδια ως αλυσίδες DNA και τα έφεραν σε επαφή με βακτήρια E. coli. Το επόμενο πρωί, παρατήρησαν νεκρά βακτήρια, ένδειξη ότι κάποιοι από τους τεχνητά σχεδιασμένους φάγους είχαν πράγματι αναπαραχθεί και επιτεθεί. Τελικά, 16 από τα 302 σχέδια αποδείχθηκαν λειτουργικά.
Δυνατότητες της AI και κίνδυνοι
Οι ιοί που σχεδιάζονται από υπολογιστή θα μπορούσαν να έχουν εμπορικές χρήσεις, όπως εξατομικευμένες θεραπείες για ανθεκτικές βακτηριακές λοιμώξεις ή πιο αποτελεσματικούς φορείς για γονιδιακές θεραπείες. Ωστόσο, οι ερευνητές τονίζουν ότι δεν εκπαίδευσαν την AI σε ιούς που προσβάλλουν ανθρώπους, ακριβώς για λόγους ασφάλειας.
Ο Βέντερ, πάντως, προειδοποιεί για την ανάγκη αυστηρής επιτήρησης: «Αν κάποιος επιχειρούσε κάτι αντίστοιχο με ιούς όπως η ευλογιά, θα ανησυχούσα πολύ».
Το μέλλον του γενετικού σχεδιασμού
Το αν η AI μπορεί να δημιουργήσει ένα πλήρες γονιδίωμα για πιο σύνθετους οργανισμούς – όπως βακτήρια με πολύ μεγαλύτερα γονιδιώματα – παραμένει ανοιχτό. Η επεξεργασία ζωντανών κυττάρων παραμένει δύσκολη και χρονοβόρα. Ωστόσο, οι ειδικοί βλέπουν τεράστιες δυνατότητες για αυτοματοποιημένα εργαστήρια που θα σχεδιάζουν, θα δοκιμάζουν και θα τροφοδοτούν τα δεδομένα ξανά στην ΤΝ για συνεχή βελτίωση.
«Τα κύτταρα είναι τα δομικά στοιχεία της ζωής. Πρόκειται για ένα επιστημονικό ορόσημο», υπογραμμίζουν οι επιστήμονες.
