Модел на изкуствен интелект създаде нови вируси, които никога не са съществували в природата. Изследователите обучиха геномния модел на изкуствен интелект да проектира пълни ДНК-последователности за вируси, след което химически синтезираха резултатите и наблюдаваха как някои от тях оживяват. От 285-те тествани вирусни генома, генерирани от изкуствен интелект, 16 успешно се сглобиха в функциониращи вируси, способни да заразяват бактерии и да се размножават.

В проучването, публикувано в сп Science, изследователи от Станфордския университет и института „Arc“ обучиха геномни модели на изкуствен интелект, наречени Evo, върху трилиони нуклеотиди — отделните градивни елементи на ДНК, които се срещат във всеки жив организъм — което им позволи да усвоят статистическите модели в подредбата на биологичната ДНК. По същия начин, по който езиковият модел научава кои комбинации от думи обикновено имат смисъл, Evo научи кои комбинации от нуклеотиди обикновено създават биологично значими последователности.

Учените синтезират вируси от десетилетия, обикновено за да изучават как функционират и за да тестват антивирусни лекарства и ваксини. В тези проекти изследователите обикновено използват генетичната последователност на вече съществуващ вирус, за да създадат нови. По същество те използват съществуващи геноми — данни за генетични последователности, които съдържат информация за това как протеините се съединяват, за да образуват организъм — като репликират и редактират тези данни.

Всеки организъм се състои от нуклеотиди/ДНК. Геномът съдържа инструкциите за това как точно тези градивни елементи се съчетават, за да създадат конкретния организъм. Можем да копираме данните и да възпроизведем организма – т.нар. клониране. Тъй като обаче съществуват трилиони възможни геноми, за хората беше статистически невъзможно да проучат достатъчно голям брой от тях, за да разберат формулата, по която природата съчетава тези градивни елементи, за да формира организъм. Строителните елементи бяха известни, но формулата за подреждането им по начин, който създава жизнеспособни гени, не беше.

Досега.

След като моделът с изкуствен интелект беше обучен на базата на над 9 трилиона нуклеотида, обхващащи над 128 000 генетични последователности, извлечени от милиони животни, растения, микроби и вируси, той успя да открие модели и да ги използва за проектиране на нови гени, които биха могли да дават инструкции на клетките да произвеждат конкретни протеини. Използвайки този модел, учените искаха да проверят дали изкуственият интелект може да създаде проект за нов, прост организъм, като например вирус, който съдържа само няколко хиляди градивни елементи. За сравнение, човешкото тяло съдържа над три милиарда.

След това изследователите обучиха модела Evo AI въз основа на 11-те гена и 5 386 нуклеотида на вируса Phi X-174, както и на около 15 000 от най-близките му родственици. Вирусът беше избран, защото се изучава от над сто години и е известно, че атакува само бактериите E. coli. След като проучи генома на вируса, моделът предложи 700 000 нови потенциални генома, които учените сведеха до 285. Учените синтезираха потенциални организми, използвайки тези инструкции, от които 16 доведе до нови жизнеспособни вируси, които никога не са съществували в природата. Подобно на своя роднина, Phi X-174, вирусите бяха наблюдавани да атакуват бактериите E. coli и да се размножават. Важно е да се отбележи, че новите вируси са доста сходни с изходния. Строителните елементи са почти същите, с някои мутации в начина, по който са подредени.

Потенциалните приложения на изследването могат да бъдат далечни. Учените демонстрираха едно от тях чрез експеримент за резистентност. Първо създадоха три щама E. coli, които бяха развили резистентност към естествения Phi X-174. След това изследователите изложиха тези резистентни бактерии на коктейли, съставени от фаги, проектирани от изкуствен интелект. Тези популации от фаги еволюираха по време на експеримента и в крайна сметка преодоляха резистентността във всичките три бактериални щама.

Учените твърдят, че новите вируси са напълно безвредни за хората, като отбелязват, че възпроизвеждането на същите резултати при патогени, за които е известно, че засягат хората, би било съвсем друго нещо. Те също така са се постарали да не обучават изкуствения интелект въз основа на данни от организми, за които е известно, че засягат хората. Въпреки това проучването неволно показва, че съществува вероятност за изключително опасни приложения.

Снимка: Unsplash

Виж още: Тази нова риба, неразличима от морско конче, показва природен дизайн, основан на уникалност и заемки