Gli scienziati hanno utilizzato un programma di intelligenza artificiale chiamato Evo per progettare nuovi genomi virali diversi da qualsiasi virus naturale conosciuto e 16 di essi si sono rivelati virus viventi vitali quando costruiti e testati in laboratorio.
Lo studio, pubblicato giovedì sulla rivista Science e dettagliato nel rapporto della CNN, è considerato una pietra miliare per la biologia generativa. Ma sta anche attirando avvertimenti urgenti sulla biosicurezza, perché dimostra che le stesse tecniche che alimentano i chatbot possono ora comporre nuovi agenti patogeni funzionali. Per maggiori informazioni su questa storia, consulta la nostra notizie sull'IA.
Come è stato addestrato Evo
Secondo la CNN, sequenze genetiche tratte da milioni di fonti – “da tutti i domini della vita” – sono servite da libreria linguistica per Evo, proprio come il modo in cui ChatGPT e altri grandi modelli linguistici vengono addestrati su enormi raccolte di testo. Studiando quella libreria, il modello è stato in grado di “imparare i vincoli evolutivi” che governano i genomi naturali – le regole non scritte su cui le disposizioni genetiche funzionano effettivamente negli esseri viventi.
Gli scienziati della Stanford University e dell'Arc Institute hanno quindi incaricato Evo di generare migliaia di combinazioni di genomi all'interno di un quadro specifico: in questo caso, genomi che potrebbero essere ospitati da un E. coli cellula batterica. Delle migliaia di progetti prodotti dal modello, il team ne ha costruiti e testati circa 300 in laboratorio. Sedici di loro erano virus vitali.
Batteriofagi, non agenti patogeni umani
Un avvertimento importante mitiga l’allarme: i nuovi virus sono batteriofagi, che infettano i batteri ma non possono infettare gli esseri umani. Il lavoro quindi ricade sul lato promettente del potenziale della tecnologia. I ricercatori hanno riferito che uno dei nuovi virus portava un aspetto “evolutivamente distante”, suggerendo che Evo aveva provocato cambiamenti genetici che avrebbero potuto richiedere milioni di anni di evoluzione naturale per emergere, comprimendo il tempo evolutivo profondo in un unico passaggio generativo.
Il risultato pratico più sorprendente è arrivato dal mescolare insieme i fagi progettati dall’intelligenza artificiale. I test hanno dimostrato che la miscela potrebbe superare la resistenza antibatterica in alcuni batteri E. coli: qualcosa che una "miscela comparabile di fagi di origine naturale" non potrebbe fare. Non è una pretesa da poco. La resistenza agli antibiotici è una delle minacce più gravi per la salute globale e la terapia fagica, che utilizza virus per uccidere i batteri nocivi, è stata a lungo perseguita come possibile risposta ai farmaci che non funzionano più.
Gli autori hanno scritto che l'approccio "delinea un percorso per generare terapie fagiche adattive e resilienti contro agenti patogeni in rapida evoluzione", inquadrando Evo come un motore di progettazione per farmaci che potrebbero tenere il passo con i batteri che dovrebbero sconfiggere.
Domande "urgenti" sulla biosicurezza
La promessa è accompagnata dalla preoccupazione che gli stessi ricercatori riconoscono. In un articolo corrispondente pubblicato anche su Science, i medici del Johns Hopkins Center for Health Security hanno usato un tono ammonitore. "Sebbene ciò sia promettente per le applicazioni delle scienze della vita, solleva anche urgenti questioni di biosicurezza e bioprotezione", hanno scritto. "La capacità di comporre genomi virali utilizzando l'intelligenza artificiale generativa ora esiste; la governance per guidarla in sicurezza no."
Hanno avvertito che tali genomi “potrebbero codificare nuovi agenti patogeni che possono infettare esseri umani, animali o piante in modi che non possono essere contenuti dalle contromisure esistenti” – un promemoria che lo stesso metodo generativo che ha prodotto batteriofagi innocui mirava a E. coli potrebbe, in linea di principio, essere indirizzato verso altri bersagli.
Non tutti gli esperti considerano estremo il rischio immediato. Jordi García Ojalvo, professore di biologia dei sistemi all'Università Pompeu Fabra di Barcellona, ha dichiarato al Science Media Center che "il passo avanti raggiunto è significativo". La CNN ha osservato la sua valutazione secondo cui il rischio per la biosicurezza posto da questa particolare ricerca è inferiore rispetto ad altri strumenti di intelligenza artificiale, in gran parte perché i genomi devono ancora essere costruiti individualmente e testati in un laboratorio dopo che Evo li ha progettati: un collo di bottiglia fisico che non esiste per testo o immagini.
Perché è importante oltre la biologia
Il risultato di Evo è la dimostrazione più chiara finora che l’intelligenza artificiale generativa è passata dal linguaggio e dalle immagini alla progettazione di entità biologiche funzionali. Ciò fa eco alla tensione che oggi definisce gran parte del campo dell’intelligenza artificiale: le stesse capacità che promettono nuovi farmaci e terapie resilienti riducono anche lo sforzo richiesto per progettare organismi potenzialmente dannosi.
I commentatori della Johns Hopkins hanno sostenuto che la comunità di ricerca deve "impegnarsi con le questioni relative alla biosicurezza e alla bioprotezione in modo più deliberato di quanto abbia fatto finora la maggior parte degli sviluppatori di potenti modelli di intelligenza artificiale biologica". Questo argomento si applica ben oltre Evo: è un avvertimento su un’intera categoria emergente di sistemi di intelligenza artificiale biologica i cui risultati possono, a differenza di un paragrafo o di un’immagine, essere fisicamente istanziati nel mondo.
Cosa verrà dopo
Il team dello Stanford e dell’Arc Institute ha inquadrato il lavoro come base per terapie basate sui fagi contro i batteri resistenti ai farmaci. La sfida più difficile e irrisolta è la governance: come rilasciare e supervisionare gli strumenti di intelligenza artificiale biologica i cui progetti possono essere sintetizzati in organismi viventi. Come chiariscono i due articoli di Science, questa è ora una questione reale piuttosto che ipotetica – e il divario tra capacità e supervisione è esattamente ciò che le voci più caute del settore stanno ora correndo per colmare.
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