Μια σημαντική εξέλιξη στον χώρο της τεχνητής νοημοσύνης και της βιολογίας καταγράφουν επιστήμονες, οι οποίοι χρησιμοποίησαν AI για να σχεδιάσουν νέους λειτουργικούς βακτηριοφάγους – ιούς που προσβάλλουν βακτήρια και όχι ανθρώπους.
Στη μελέτη, οι ερευνητές σχεδίασαν εκατοντάδες νέες εκδοχές ενός γνωστού βακτηριοφάγου και στη συνέχεια τις δημιούργησαν στο εργαστήριο, προκειμένου να διαπιστώσουν αν μπορούν πράγματι να λειτουργήσουν.
Από τα 285 γονιδιώματα που σχεδιάστηκαν από την τεχνητή νοημοσύνη, τα 16 δημιούργησαν λειτουργικούς βακτηριοφάγους, ικανούς να μολύνουν το E. coli.
Πώς χρησιμοποιήθηκε η τεχνητή νοημοσύνη
Οι επιστήμονες αξιοποίησαν τα μοντέλα AI Evo 1 και Evo 2, τα οποία έχουν εκπαιδευτεί πάνω σε περισσότερα από δύο εκατομμύρια γονιδιώματα βακτηριοφάγων.
Με βάση τα μοτίβα που εντόπισαν στο DNA, τα μοντέλα δημιούργησαν νέες γενετικές ακολουθίες. Οι ερευνητές στη συνέχεια συνέθεσαν αυτές τις ακολουθίες και τις δοκίμασαν στο εργαστήριο.
Η διαδικασία θυμίζει σε κάποιο βαθμό τον τρόπο με τον οποίο ένα γλωσσικό μοντέλο μαθαίνει τα μοτίβα της γλώσσας και δημιουργεί νέο κείμενο. Στην προκειμένη περίπτωση, όμως, η AI «μαθαίνει» τα μοτίβα του DNA και προτείνει νέους γενετικούς συνδυασμούς.
Τι είναι οι βακτηριοφάγοι
Οι βακτηριοφάγοι, γνωστοί και ως φάγοι, είναι ιοί που προσβάλλουν βακτήρια. Αναγνωρίζουν συγκεκριμένα μόρια στην επιφάνεια ενός βακτηρίου, εισάγουν το γενετικό τους υλικό και χρησιμοποιούν τον μηχανισμό του βακτηρίου για να δημιουργήσουν νέα αντίγραφά τους.
Τελικά, το μολυσμένο βακτήριο καταστρέφεται και απελευθερώνονται νέοι βακτηριοφάγοι.
Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο οι φάγοι παρουσιάζουν ενδιαφέρον για την επιστημονική κοινότητα, ιδιαίτερα σε μια εποχή κατά την οποία αυξάνεται η αντοχή των βακτηρίων στα αντιβιοτικά.
Θα μπορούσαν να βοηθήσουν απέναντι στην αντοχή στα αντιβιοτικά;
Η συγκεκριμένη τεχνολογία θα μπορούσε στο μέλλον να βοηθήσει τους επιστήμονες να εντοπίζουν ή να σχεδιάζουν βακτηριοφάγους που είναι αποτελεσματικοί απέναντι σε βακτήρια τα οποία δεν ανταποκρίνονται στα διαθέσιμα αντιβιοτικά.
Στη μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν επίσης κατά πόσο οι νέοι βακτηριοφάγοι θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν βακτηριακή αντοχή. Τα πειράματα έδειξαν ότι, μέσα από επαναλαμβανόμενες εκθέσεις, μπορούσαν να προκύψουν φάγοι που ήταν σε θέση να προσβάλουν βακτήρια ανθεκτικά στον αρχικό φάγο.
Ωστόσο, οι τελικοί φάγοι που προέκυψαν από αυτή τη διαδικασία δεν σχεδιάστηκαν απευθείας από την AI. Η τεχνητή νοημοσύνη δημιούργησε μια διαφορετική και ευρύτερη αρχική «δεξαμενή» γενετικών επιλογών, πάνω στην οποία στη συνέχεια μπορούσε να δράσει η εξέλιξη.
Δεν πρόκειται ακόμη για θεραπεία σε ανθρώπους
Παρά τη σημασία της ανακάλυψης, οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι υπάρχει μεγάλη απόσταση από έναν λειτουργικό βακτηριοφάγο στο εργαστήριο μέχρι μια ασφαλή θεραπεία για ασθενείς.
Οι ιοί που χρησιμοποιήθηκαν στη συγκεκριμένη έρευνα είναι ιδιαίτερα απλοί σε σύγκριση με πολλούς άλλους βακτηριοφάγους. Επιπλέον, θα απαιτούνταν εκτεταμένες δοκιμές για να διαπιστωθεί η αποτελεσματικότητα και η ασφάλεια οποιασδήποτε μελλοντικής θεραπείας.
Τι σημαίνει η ανακάλυψη για την AI
Η μελέτη θεωρείται κυρίως μια απόδειξη αρχής. Δείχνει ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί πλέον να κάνει κάτι περισσότερο από το να αναλύει υπάρχον γενετικό υλικό: μπορεί να προτείνει νέες γενετικές ακολουθίες που, σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούν να λειτουργήσουν στην πραγματικότητα.
Ταυτόχρονα, η εξέλιξη δημιουργεί ερωτήματα σχετικά με τη βιοασφάλεια. Η συγκεκριμένη έρευνα δεν απέδειξε ότι η AI μπορεί να δημιουργήσει έναν επικίνδυνο ιό για τον άνθρωπο. Δείχνει όμως ότι η δυνατότητα σχεδιασμού νέου βιολογικού υλικού με τη βοήθεια AI γίνεται ολοένα πιο πραγματική.
Γι’ αυτό, οι επιστήμονες επισημαίνουν την ανάγκη συνεργασίας μεταξύ βιολόγων, γιατρών, ειδικών βιοασφάλειας, ρυθμιστικών αρχών και ειδικών δεοντολογίας, καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται.
Το μεγάλο ερώτημα πλέον είναι αν η ίδια προσέγγιση μπορεί να εφαρμοστεί σε πιο σύνθετους βακτηριοφάγους και, στο μέλλον, να συμβάλει στην αντιμετώπιση σοβαρών λοιμώξεων από ανθεκτικά βακτήρια.
πηγή: https://theconversation.com/
About the Author
Discover more from The Persona
Subscribe to get the latest posts sent to your email.
