Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα πρόγραμμα τεχνητής νοημοσύνης που ονομάζεται Evo για να σχεδιάσουν νέα ιικά γονιδιώματα που είναι διαφορετικά από οποιουσδήποτε γνωστούς φυσικούς ιούς — και 16 από αυτούς αποδείχθηκαν βιώσιμοι, ζωντανοί ιοί όταν κατασκευάστηκαν και δοκιμάστηκαν στο εργαστήριο.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Science και περιγράφεται λεπτομερώς στο ρεπορτάζ του CNN, χαιρετίζεται ως ορόσημο για τη γενετική βιολογία. Αλλά επίσης αντλεί επείγουσες προειδοποιήσεις σχετικά με τη βιοασφάλεια, επειδή δείχνει ότι οι ίδιες τεχνικές που τροφοδοτούν τα chatbots μπορούν τώρα να συνθέσουν λειτουργικά, νέα παθογόνα. For more context on this story, see our ongoing more AI stories.
Πώς εκπαιδεύτηκε ο Evo
Σύμφωνα με το CNN, γενετικές αλληλουχίες που προέρχονται από εκατομμύρια πηγές — «από όλους τους τομείς της ζωής» — χρησίμευσαν ως γλωσσική βιβλιοθήκη για το Evo, όπως ακριβώς ο τρόπος με τον οποίο το ChatGPT και άλλα μεγάλα γλωσσικά μοντέλα εκπαιδεύονται σε τεράστιες συλλογές κειμένων. Μελετώντας αυτή τη βιβλιοθήκη, το μοντέλο μπόρεσε να «μάθει τους εξελικτικούς περιορισμούς» που διέπουν τα φυσικά γονιδιώματα - τους άγραφους κανόνες για τους οποίους οι γενετικές ρυθμίσεις λειτουργούν πραγματικά στα ζωντανά όντα.
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και το Ινστιτούτο Arc οδήγησαν στη συνέχεια στον Evo να δημιουργήσει χιλιάδες συνδυασμούς γονιδιώματος εντός ενός συγκεκριμένου πλαισίου — σε αυτήν την περίπτωση, γονιδιώματα που θα μπορούσαν να φιλοξενηθούν από ένα E. coli βακτηριακό κύτταρο. Από τα χιλιάδες σχέδια που παρήγαγε το μοντέλο, η ομάδα κατασκεύασε και δοκίμασε περίπου 300 στο εργαστήριο. Δεκαέξι από αυτούς ήταν βιώσιμοι ιοί.
Βακτηριοφάγοι, Όχι Ανθρώπινα Παθογόνα
Μια σημαντική προειδοποίηση μετριάζει τον συναγερμό: οι νέοι ιοί είναι βακτηριοφάγοι, οι οποίοι μολύνουν βακτήρια αλλά δεν μπορούν να μολύνουν τον άνθρωπο. Επομένως, το έργο εμπίπτει στην ελπιδοφόρα πλευρά των δυνατοτήτων της τεχνολογίας. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι ένας από τους νέους ιούς έφερε μια πτυχή που ήταν «εξελικτικά μακρινή», υποδηλώνοντας ότι ο Έβο είχε προκαλέσει γενετικές αλλαγές που θα μπορούσαν να χρειαστούν εκατομμύρια χρόνια φυσικής εξέλιξης για να εμφανιστούν - συμπιέζοντας τον βαθύ εξελικτικό χρόνο σε ένα μόνο γενετικό βήμα.
Το πιο εντυπωσιακό πρακτικό αποτέλεσμα προήλθε από την ανάμειξη των φάγων που σχεδιάστηκαν με AI μαζί. Οι δοκιμές έδειξαν ότι το μείγμα θα μπορούσε να ξεπεράσει την αντιβακτηριακή αντοχή σε ορισμένα Ε. στελέχη coli — κάτι που δεν μπορούσε να κάνει ένα «συγκρίσιμο μείγμα φυσικών προέλευσης» φάγων. Αυτό δεν είναι μικρός ισχυρισμός. Η αντίσταση στα αντιβιοτικά είναι μια από τις σοβαρότερες απειλές για την παγκόσμια υγεία και η θεραπεία με φάγους - χρησιμοποιώντας ιούς για να σκοτώσει επιβλαβή βακτήρια - έχει επιδιωχθεί εδώ και καιρό ως πιθανή απάντηση σε φάρμακα που δεν λειτουργούν πλέον.
Οι συγγραφείς έγραψαν ότι η προσέγγιση "καθορίζει ένα μονοπάτι για τη δημιουργία προσαρμοστικών και ανθεκτικών θεραπειών φάγου έναντι των ταχέως εξελισσόμενων παθογόνων", διαμορφώνοντας το Evo ως μηχανή σχεδιασμού για φάρμακα που θα μπορούσαν να συμβαδίσουν με τα βακτήρια που πρόκειται να νικήσουν.
«Επείγουσες» Ερωτήσεις Βιοασφάλειας
Η υπόσχεση έρχεται σε συνδυασμό με την ανησυχία που οι ίδιοι οι ερευνητές αναγνωρίζουν. Σε αντίστοιχο άρθρο που δημοσιεύτηκε επίσης στο Science, οι γιατροί από το Johns Hopkins Center for Health Security έδωσαν προειδοποιητικό τόνο. «Αν και αυτό είναι πολλά υποσχόμενο για εφαρμογές βιοεπιστημών, εγείρει επίσης επείγοντα ερωτήματα βιοασφάλειας και βιοασφάλειας», έγραψαν. "Η ικανότητα σύνθεσης ιικών γονιδιωμάτων με χρήση γενετικής τεχνητής νοημοσύνης υπάρχει τώρα, η διακυβέρνηση για την ασφαλή οδήγηση δεν υπάρχει."
Προειδοποίησαν ότι τέτοια γονιδιώματα «μπορεί να κωδικοποιούν νέα παθογόνα που μπορούν να μολύνουν ανθρώπους, ζώα ή φυτά με τρόπους που δεν μπορούν να περιοριστούν από τα υπάρχοντα αντίμετρα» - μια υπενθύμιση ότι η ίδια γενετική μέθοδος που παρήγαγε αβλαβείς βακτηριοφάγους στόχευε στο E. coli θα μπορούσε, καταρχήν, να κατευθύνεται σε άλλους στόχους.
Δεν θεωρεί κάθε ειδικός τον άμεσο κίνδυνο ακραίο. Ο Jordi García Ojalvo, καθηγητής βιολογίας συστημάτων στο Πανεπιστήμιο Pompeu Fabra της Βαρκελώνης, δήλωσε στο Science Media Center ότι «η σημαντική ανακάλυψη που επιτεύχθηκε είναι σημαντική». Το CNN σημείωσε την εκτίμησή του ότι ο κίνδυνος βιοασφάλειας που ενέχει η συγκεκριμένη έρευνα είναι χαμηλότερος από ό,τι για ορισμένα άλλα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης, κυρίως επειδή τα γονιδιώματα πρέπει να κατασκευαστούν και να δοκιμαστούν μεμονωμένα σε εργαστήριο αφού τα σχεδιάσει ο Evo - ένα φυσικό εμπόδιο που δεν υπάρχει για κείμενο ή εικόνες.
Γιατί έχει σημασία πέρα από τη βιολογία
Το αποτέλεσμα του Evo είναι η πιο ξεκάθαρη απόδειξη ότι η γενετική τεχνητή νοημοσύνη έχει περάσει από τη γλώσσα και τις εικόνες στο σχεδιασμό λειτουργικών βιολογικών οντοτήτων. Απηχεί την ένταση που καθορίζει πλέον μεγάλο μέρος του πεδίου της τεχνητής νοημοσύνης: οι ίδιες δυνατότητες που υπόσχονται νέα φάρμακα και ανθεκτικές θεραπείες μειώνουν επίσης την προσπάθεια που απαιτείται για τον σχεδιασμό δυνητικά επιβλαβών οργανισμών.
Οι σχολιαστές του Johns Hopkins υποστήριξαν ότι η ερευνητική κοινότητα πρέπει «να ασχοληθεί με τα ζητήματα βιοασφάλειας και βιοασφάλειας πιο σκόπιμα από ό,τι οι περισσότεροι προγραμματιστές ισχυρών βιολογικών μοντέλων AI» μέχρι στιγμής. Αυτό το επιχείρημα ισχύει πολύ πέρα από το Evo - είναι μια προειδοποίηση για μια ολόκληρη αναδυόμενη κατηγορία βιολογικών συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης των οποίων τα αποτελέσματα μπορούν, σε αντίθεση με μια παράγραφο ή μια εικόνα, να δημιουργηθούν φυσικά στον κόσμο.
Τι ακολουθεί
Η ομάδα του Ινστιτούτου Stanford και Arc έχει πλαισιώσει την εργασία ως βάση για θεραπείες με βάση τους φάγους κατά των ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων. Η πιο δύσκολη, ανεπίλυτη πρόκληση είναι η διακυβέρνηση: πώς να απελευθερώνετε και να επιβλέπετε βιολογικά εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης των οποίων τα σχέδια μπορούν να συντεθούν σε ζωντανούς οργανισμούς. Όπως διευκρινίζουν οι δίδυμες επιστημονικές εργασίες, αυτό είναι τώρα μια ζωντανή ερώτηση και όχι μια υποθετική - και το χάσμα μεταξύ ικανότητας και επίβλεψης είναι ακριβώς αυτό που οι πιο προσεκτικές φωνές του πεδίου τρέχουν να κλείσουν τώρα.
---
Stay Ahead of AIGet the latest AI news, analysis, and breakthroughs — all in one place.
Read more AI news →
