Oamenii de știință au creat primele virusuri din istorie proiectate de inteligența artificială (AI), capabile să vâneze și să elimine tulpini de Escherichia coli (E. coli), anunță revista Nature.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
„Aceasta este prima dată când sistemele AI sunt capabile să scrie secvențe coerente la scara genomului”, declară Brian Hie, biolog computațional la Universitatea Stanford din California. Cercetătorul adaugă că „următorul pas este viața generată de AI”, deși colegul său Samuel King precizează că „multe progrese experimentale trebuie să aibă loc pentru a proiecta un organism viu întreg”.
Studiu revoluționar în faza de evaluare
Studiul, realizat de Hie, King și colaboratorii lor, a fost publicat pe platforma preprint bioRxiv pe 17 septembrie și încă nu a fost evaluat de colegi, dar autorii susțin că demonstrează potențialul AI de a proiecta instrumente și terapii biotehnologice pentru tratarea infecțiilor bacteriene.
„Sperăm că o strategie ca aceasta poate completa strategiile existente de terapie și să augmenteze într-o zi terapiile pentru a viza agenții patogeni”, explică Hie.
Provocarea proiectării genomurilor complete
Deși modelele AI au fost deja folosite pentru a genera secvențe de ADN, proteine individuale și complexe multi-componente, proiectarea unui genom întreg este mult mai provocatoare din cauza interacțiunilor complexe dintre gene și procesele de replicare și reglare genetică.
Aceste sisteme AI sunt acum capabile să ajute oamenii de știință să manipuleze sisteme biologice foarte complexe, precum genomurile întregi. „Există multe funcții biologice importante la care poți accesa doar dacă ești capabil să proiectezi genomuri complete”, subliniază Hie.
Metodologia de cercetare
Pentru a proiecta genomurile virale, cercetătorii au folosit Evo 1 și Evo 2, modele AI care analizează și generează secvențe de ADN, ARN și proteine. Ei au ales ca șablon un virus simplu cu ADN cu o singură catenă care conține 5.386 de nucleotide în 11 gene.
Modelele Evo fuseseră deja antrenate pe mai bine de 2 milioane de genomuri, dar cercetătorii le-au antrenat suplimentar folosind o metodă numită învățare supravegheată pentru a genera genomuri virale similare, cu funcția specifică de a infecta tulpinile de E. coli, în special cele rezistente la antibiotice.
Rezultate promițătoare
Din cei 302 de bacteriofagi proiectați de AI, 16 au putut infecta bacteria E. coli. Cercetătorii au descoperit că combinațiile de fagi proiectați de AI puteau infecta și ucide trei tulpini diferite de E. coli, ceea virusul original nu putea face.
„A fost un rezultat surprinzător care ne-a entuziasmat, pentru că arată că această metodă ar putea fi foarte utilă pentru terapii”, spune King.
Perspective și aplicații viitoare
„Studiu oferă un caz convingător despre ceea ce este posibil astăzi și pregătește terenul pentru aplicații mai ambițioase în viitor”, comentează Peter Koo, biolog la Laboratorul Cold Spring Harbor din New York.
Cercetătorii speră că abordarea lor ar putea fi folosită pentru a genera în siguranță virusuri proiectate de AI care să trateze diverse boli și probleme de sănătate publică, inclusiv problema crescândă a rezistenței bacteriene.
Considerații etice
Există îngrijorări etice privind utilizarea AI pentru proiectarea de virusuri care ar putea dăuna oamenilor. Totuși, Kerstin Göpfrich, biofizician în cadrul Universității din Heidelberg, Germania, precizează că această problemă nu este unică pentru AI.
„Cred că în cercetare, în general, ai întotdeauna o dilemă cu dublă utilizare. Nu este nimic specific AI-ului, și întotdeauna poți folosi progresul pentru bine sau pentru rău”, explică ea.
Autorii au exclus din datele de antrenament ale modelelor Evo virusuri care afectează oamenii. Sistemele studiate au fost, de asemenea, non-patogene și au „o lungă istorie de utilizare sigură în cercetarea biologiei moleculare”.
