Wetenschappers hebben een kunstmatige-intelligentieprogramma genaamd Evo gebruikt om nieuwe virale genomen te ontwerpen die anders zijn dan alle bekende natuurlijke virussen – en 16 daarvan bleken levensvatbare, levende virussen te zijn toen ze in het laboratorium werden gebouwd en getest.
De studie, donderdag gepubliceerd in het tijdschrift Science en gedetailleerd beschreven in de rapportage van CNN, wordt geprezen als een mijlpaal voor de generatieve biologie. Maar het leidt ook tot dringende waarschuwingen over bioveiligheid, omdat het aantoont dat dezelfde technieken die chatbots aandrijven nu functionele, nieuwe ziekteverwekkers kunnen samenstellen. Voor meer context over dit verhaal, zie ons AI-nieuws.
Hoe Evo werd opgeleid
Volgens CNN dienden genetische sequenties uit miljoenen bronnen – ‘uit alle domeinen van het leven’ – als de taalbibliotheek voor Evo, net zoals de manier waarop ChatGPT en andere grote taalmodellen worden getraind op enorme tekstverzamelingen. Door die bibliotheek te bestuderen, kon het model ‘de evolutionaire beperkingen leren kennen’ die natuurlijke genomen beheersen – de ongeschreven regels over welke genetische arrangementen feitelijk werken in levende wezens.
Wetenschappers van Stanford University en het Arc Institute gaven Evo vervolgens de opdracht om duizenden genoomcombinaties te genereren binnen een specifiek raamwerk – in dit geval genomen die zouden kunnen worden gehost door een E. coli bacteriële cel. Van de duizenden ontwerpen die het model produceerde, heeft het team er ongeveer 300 gebouwd en getest in het laboratorium. Zestien daarvan waren levensvatbare virussen.
Bacteriofagen, geen menselijke ziekteverwekkers
Een belangrijk voorbehoud tempert het alarm: de nieuwe virussen zijn bacteriofagen, die bacteriën infecteren, maar geen mensen kunnen infecteren. Het werk valt daarom aan de hoopvolle kant van het potentieel van de technologie. De onderzoekers meldden dat een van de nieuwe virussen een aspect met zich meedroeg dat ‘evolutionair ver weg’ was, wat suggereert dat Evo genetische veranderingen had teweeggebracht die miljoenen jaren van natuurlijke evolutie hadden kunnen vergen om tot stand te komen – waardoor diepe evolutionaire tijd in één enkele generatieve stap werd gecomprimeerd.
Het meest opvallende praktische resultaat kwam voort uit het samenvoegen van de door AI ontworpen fagen. Uit tests bleek dat het mengsel in sommige gevallen E. de antibacteriële resistentie kon overwinnen. coli-stammen – iets wat een “vergelijkbaar mengsel van natuurlijke” fagen niet zou kunnen doen. Dat is geen geringe bewering. Antibioticaresistentie is een van de grootste sluipende bedreigingen voor de mondiale gezondheidszorg, en faagtherapie – waarbij virussen worden gebruikt om schadelijke bacteriën te doden – wordt al lang nagestreefd als mogelijk antwoord op medicijnen die niet langer werken.
De auteurs schreven dat de aanpak "een pad uitstippelt voor het genereren van adaptieve en veerkrachtige faagtherapieën tegen snel evoluerende ziekteverwekkers", waarbij Evo wordt geframed als een ontwerpmotor voor medicijnen die gelijke tred kunnen houden met de bacteriën die ze moeten verslaan.
"Dringende" vragen over bioveiligheid
De belofte gaat gepaard met zorgen die de onderzoekers zelf erkennen. In een overeenkomstig artikel dat ook in Science werd gepubliceerd, sloegen artsen van het Johns Hopkins Center for Health Security een waarschuwende toon aan. "Hoewel dit veelbelovend is voor toepassingen in de biowetenschappen, roept het ook urgente vragen op het gebied van bioveiligheid en biobeveiliging op", schreven ze. "Het vermogen om virale genomen samen te stellen met behulp van generatieve AI bestaat nu; het bestuur om het veilig te sturen bestaat niet."
Ze waarschuwden dat dergelijke genomen “nieuwe ziekteverwekkers zouden kunnen coderen die mensen, dieren of planten kunnen infecteren op manieren die niet door bestaande tegenmaatregelen kunnen worden ingeperkt” – een herinnering dat dezelfde generatieve methode die onschadelijke bacteriofagen produceerde gericht op E. coli zou in principe op andere doelwitten kunnen worden gericht.
Niet iedere deskundige beschouwt het directe risico als extreem. Jordi García Ojalvo, hoogleraar systeembiologie aan de Pompeu Fabra Universiteit van Barcelona, vertelde het Science Media Center dat “de bereikte doorbraak aanzienlijk is.” CNN merkte in zijn oordeel op dat het bioveiligheidsrisico dat dit specifieke onderzoek met zich meebrengt lager is dan bij sommige andere AI-tools, grotendeels omdat de genomen nog steeds individueel moeten worden gebouwd en getest in een laboratorium nadat Evo ze heeft ontworpen – een fysiek knelpunt dat niet bestaat voor tekst of afbeeldingen.
Waarom het er verder toe doet dan alleen biologie
Het Evo-resultaat is de duidelijkste demonstratie tot nu toe dat generatieve AI de overstap heeft gemaakt van taal en beelden naar het ontwerp van functionele biologische entiteiten. Het weerspiegelt de spanning die nu een groot deel van het AI-veld definieert: dezelfde capaciteiten die nieuwe medicijnen en veerkrachtige therapieën beloven, verlagen ook de inspanning die nodig is om potentieel schadelijke organismen te ontwerpen.
De Johns Hopkins-commentatoren voerden aan dat de onderzoeksgemeenschap ‘bewuster met bioveiligheids- en biobeveiligingsvraagstukken moet omgaan dan de meeste ontwikkelaars van krachtige biologische AI-modellen’ tot nu toe hebben gedaan. Dat argument geldt veel verder dan Evo – het is een waarschuwing voor een hele opkomende categorie van biologische AI-systemen waarvan de resultaten, in tegenstelling tot een paragraaf of een foto, fysiek in de wereld kunnen worden geïnstantieerd.
Wat komt erna
Het team van het Stanford en Arc Institute heeft het werk geframed als een basis voor op fagen gebaseerde therapieën tegen medicijnresistente bacteriën. De moeilijkere, onopgeloste uitdaging is governance: hoe biologische AI-instrumenten vrij te geven en te overzien waarvan de ontwerpen kunnen worden gesynthetiseerd in levende organismen. Zoals de twee Science-artikelen duidelijk maken, is dit nu een actuele vraag in plaats van een hypothetische vraag – en de kloof tussen bekwaamheid en toezicht is precies wat de meest voorzichtige stemmen in het veld nu bijna willen dichten.
---
Blijf Voorop met AIHet laatste AI-nieuws, analyses en doorbraken — allemaal op één plek.
Lees meer AI-nieuws →
