طراحی ویروسهای جدید توسط هوش مصنوعی
اولین بار در تاریخ؛ هوش مصنوعی ویروسهای کاملاً جدید و قابل تکثیر طراحی کرد.
پژوهشگران دانشگاه استنفورد و مؤسسه Arc با استفاده از مدلهای زبانی Evo1 و Evo2، برای نخستین بار در تاریخ موفق به طراحی کامل ژنوم یک ویروس با هوش مصنوعی شدند. از میان ۲۸۵ طرح تولیدشده، ۱۶ ویروس زنده و فعال در آزمایشگاه تکثیر یافتند و باکتریهای اشریشیا کلی (E. coli) را از بین بردند. این دستاورد که در مجله Science منتشر شده، «نقطه عطفی بسیار مهم» در زیستشناسی مصنوعی خوانده شده است.
طراحی ویروسهای جدید با «زبان حیات»
پژوهشگران به رهبری برایان هی، استادیار دانشگاه استنفورد، از مدلهای Evo1 و Evo2 استفاده کردند که مانند مدلهای زبانی بزرگ (مانند ChatGPT) عمل میکنند، با این تفاوت که بهجای پیشبینی کلمات، «زبان حیات» یعنی توالیهای دیانای را پیشبینی میکنند.
این مدلها روی میلیونها ژنوم از ویروسها، باکتریها، گیاهان و انسانها آموزش دیدهاند.تیم تحقیقاتی از باکتریوفاژ ΦX174 بهعنوان الگوی اولیه استفاده کرد، ویروسی که تنها باکتری E. coli را آلوده میکند، و از مدل خواست تا ژنومهای کاملاً جدیدی با معماری ژنتیکی مشابه اما با توالیهای متفاوت تولید کند. مدل بیش از ۷۰۰ هزار طرح احتمالی تولید کرد که از میان آنها پژوهشگران ۲۸۵ طرح را انتخاب و در آزمایشگاه سنتز کردند.
۱۶ ویروس فعال در آزمایشگاه
پژوهشگران ۳۰۲ طرح برتر را در آزمایشگاه سنتز کرده و به باکتری E. coli وارد کردند. ساموئل کینگ، دانشجوی دکترای تیم، میگوید: «صفحات پتری را زیر نظر داشتیم تا نشانههایی از فعالیت ویروسها را ببینیم. لکههای شفافی ظاهر شدند و لحظهای فوقالعاده هیجانانگیز بود.» وقتی نتایج با تیم بزرگتر به اشتراک گذاشته شد، «اتاق خودبهخود به تشویق پرداخت.»در نهایت ۱۶ ویروس عملکرد کامل داشتند، توانستند تکثیر شوند و باکتریها را از بین ببرند. برخی از این ویروسها حتی در مقابله با سویههای مقاوم به آنتیبیوتیک نیز مؤثرتر از ویروس طبیعی ΦX174 عمل کردند.
امید و هشدار توأمان
برایان هی میگوید: «این گامی بهسوی پیچیدگی بیشتر در طراحی با هوش مصنوعی مولد است. برای اولین بار از هوش مصنوعی مولد برای طراحی یک ژنوم کامل استفاده شده است.»
او تأکید دارد که این فناوری پتانسیل «بهبود عظیم سلامت انسان» را با تولید داروها و درمانهای جدید دارد.بااینحال، نگرانیهای جدی نیز مطرح شده است. دکتر توماس اینگلزبی و دکتر موریتس هانکه از مرکز امنیت سلامت دانشگاه جانز هاپکینز در تفسیری همراه با مقاله Science نوشتند: «این یافتهها پرسشهای فوری درباره ایمنی و امنیت زیستی را مطرح میکنند.» بهگفته آنها، دیگر پرسش این نیست که «آیا طراحی ژنوم ویروسی با هوش مصنوعی مولد وجود خواهد داشت»، بلکه این است که آیا میتوان از آن بدون «ایجاد آسیب جدی» استفاده کرد.
پروفسور ران نیر-پاز، متخصص بیماریهای عفونی در مرکز پزشکی هاداسا، طراحی ژنوم با هوش مصنوعی را به تولید متن توسط مدلهای زبانی تشبیه کرده و میگوید: «همانطور که کلود و جمینی جملات و کتاب تولید میکنند، Evo1 و Evo2 از زبان دیانای و آرانای استفاده میکنند.»
تأثیر بر صنعت و چشمانداز آینده
این دستاورد دو روی سکه دارد. از یک سو، توسعه باکتریوفاژهای جدید میتواند راههای تازهای برای درمان عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیک ایجاد کند، معضلی که سالانه بیش از ۳۵ هزار نفر را در آمریکا به کام مرگ میکشد.
از سوی دیگر، نگرانی از سوءاستفاده این فناوری برای طراحی عوامل بیماریزای جدید جدی است. پژوهشگران برای افزایش ایمنی، ویروسهای توانایی آلودهسازی ارگانیسمهای پیچیده را از پایگاه داده آموزش حذف کردند، تحقیق را روی باکتریوفاژها (نه ویروسهای انسانی) انجام دادند و همه آزمایشها در آزمایشگاه امن صورت گرفت.
بااینحال، اینگلزبی و هانکه هشدار میدهند که «این اقدام ایمنی ستودنی است اما میتوان با تنظیم دقیق مدل روی دادههای پاتوژنها آن را دور زد.»طول ژنوم این باکتریوفاژها حدود ۵۴۰۰ جفتباز است؛ درحالیکه کوچکترین ژنوم یک سلول زنده ۵۰۰ هزار جفتباز و ژنوم انسان ۳ میلیارد جفتباز است. هی میگوید تلاش برای طراحی ارگانیسمهای سادهتر «احتمالاً کار زیادی میخواهد اما غیرممکن نیست» و تیم «قطعاً به سمت آن حرکت خواهد کرد.»
طراحی کامل ژنوم یک ویروس با هوش مصنوعی، مرز جدیدی در زیستشناسی مصنوعی گشوده است. این فناوری هم نویدبخش درمان عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیک است و هم پرسشهای جدی درباره امنیت زیستی مطرح میکند. آنچه مسلم است، ورود به «عصر طراحی ژنوم مولد» دیگر یک سؤال نیست؛ حالا سؤال اصلی چگونگی استفاده مسئولانه از آن است.
