هوش مصنوعی می‌تواند ویروس‌های واقعی طراحی کند

به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین و براساس گزارش زومیت، در جریان پیشرفتی شگرف، تیمی از پژوهشگران دانشگاه استنفورد و مؤسسه آرک در پالو آلتوی کالیفرنیا ، موفق به خلق ویروس‌هایی شده‌اند که دی‌ان‌ای آن‌ها به‌طور کامل توسط هوش مصنوعی طراحی شده است. این ویروس‌های مصنوعی تنها یک شبیه‌سازی کامپیوتری نیستند، بلکه به صورت فیزیکی ساخته شده و توانایی خود را در هدف قراردادن و ازبین‌بردن باکتری‌های خاص در محیط آزمایشگاه به اثبات رسانده‌اند.

به‌گزارش فیوچریسم، پژوهشگران در مقاله‌ای تازه که هنوز تحت داوری همتا قرار نگرفته است، تأکید دارند یافته‌هایشان اثبات می‌کند که مدل‌های زبانی بزرگ می‌توانند ابزارهایی بسیار کارآمد در زیست‌مهندسی باشند.

برایان هی، زیست‌شناس محاسباتی در استنفورد و نویسنده‌ی ارشد مقاله، می‌گوید: «این نخستین بار است که سیستم‌های هوش مصنوعی می‌توانند توالی‌های ژنومی منسجم در مقیاس کامل بنویسند. گام بعدی، حیات ساخته‌شده با هوش مصنوعی خواهد بود.» بااین‌حال، ساموئل کینگ، نویسنده‌ی همکار مقاله، هشدار داد که برای طراحی یک ارگانیسم زنده کامل، هنوز به پیشرفت‌های آزمایشی بسیاری نیاز است.

گام بعدی احتمالاً حیات ساخته‌شده با هوش مصنوعی خواهد بود

در تعریف علمی، ویروس‌ها به‌طور کامل موجود زنده محسوب نمی‌شوند. آن‌ها بیشتر شبیه ربات‌های ژنومی مزاحمی هستند که برای تکثیر ماشین زیستی ما را می‌ربایند، زیرا انرژی تولید نمی‌کنند و به‌تنهایی هم قادر به تولیدمثل نیستند. ساختار آن‌ها سلولی نیست و صرفاً توسط مجموعه‌ای بی‌رحمانه از دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی‌شده برای تکثیر بی‌وقفه هدایت می‌شوند. از آنجایی که ژنوم ویروس‌ها ساده است، دست‌کاری‌شان آسان‌تر بوده و بازسازی آن‌ها توسط انسان یا ماشین بلندپروازانه به حساب نمی‌آید. یادآوری مهم اینکه ژنوم نه فقط چند رشته محدود، بلکه تمام دی‌ان‌ای یک موجود زنده را شامل می‌شود.

مدل هوش مصنوعی Evo، ابزار اصلی پژوهشگران برای طراحی ژنوم ویروس‌ها بود. برخلاف مدل‌های زبانی عمومی، Evo به‌طور اختصاصی با میلیون‌ها ژنوم باکتریوفاژ آموزش دیده است. باکتریوفاژ نوعی ویروس است که باکتری‌ها را آلوده می‌کند.

برای شروع، پژوهشگران ویروسی به نام فاژ فای ایکس ۱۷۴ (phiX174 یا ΦX174) را انتخاب کردند که انواعی از باکتری اشریشیا کلی (E.coli) را آلوده می‌کند. به‌نقل‌از نشریه نیچر، phiX174 نخستین ژنوم دی‌ان‌ای بود که تعیین توالی شد و به‌دلیل اندازه کوچک (حدود ۵۴۰۰ جفت‌باز و ۱۱ ژن) یکی از شناخته‌شده‌ترین و مطالعه‌شده‌ترین ویروس‌ها محسوب می‌شود.

تیم پژوهشی پس از به‌کارگیری مدل مذکور به ۳۰۲ طراحی ویروس دست یافت. دانشمندان دریافتند که بهترین راه برای آزمایش ویروس‌ها، چاپ یا مونتاژ شیمیایی و سپس رهاسازی آن‌ها روی گونه‌های واقعی اشریشیا کلی بود. در نتیجه‌ای شگفت‌انگیز، ۱۶ مورد از ویروس‌های طراحی‌شده توانستند با واردکردن دی‌ان‌ای خود به باکتری، دستگاه سلولی میزبان را برای تولید نسخه‌های جدید به کار بگیرند و در پایان، با شکستن دیواره سلولی، باکتری را نابود کنند.

موفقیت ۱۶ مورد از ۳۰۲ طراحی شاید در نگاه اول چندان چشمگیر به نظر نرسد، اما دستاوردی خارق‌العاده محسوب می‌شود. پژوهشگران دریافتند که ویروس‌های ساخته‌شده توسط هوش مصنوعی توانستند سه گونه مختلف از اشریشیا کلی را از بین ببرند و حتی از ویروس طبیعی فاژ فای ایکس ۱۷۴ نیز کارآمدتر ظاهر شدند. نیکو مک‌کارتی، زیست‌مهندس پیشین مؤسسات کلتک و امپریال کالج لندن، می‌گوید در بسیاری موارد، این ویروس‌ها نسبت به فاژ فای ایکس ۱۷۴ طبیعی عفونی‌تر بودند، با وجود اینکه تغییرات بزرگی در ژنوم آن‌ها ایجاد شده بود که هیچ انسانی قادر به طراحی منطقی‌شان نبود.

هم‌زمان، نتایج امیدوارکننده‌ی پژوهش، نگرانی‌های اخلاقی گسترده‌ای را نیز برانگیخته است. کارشناسان هشدار داده‌اند اگر مدل هوش مصنوعی بتواند فاژهای کاربردی طراحی کند، احتمال سوءاستفاده برای تولید سلاح‌های زیستی یا حتی خلق تصادفی یک ویروس کنترل‌ناپذیر نیز وجود دارد.

کریگ ونتر، از پیشگامان ساخت موجودات با دی‌ان‌ای مصنوعی، می‌گوید: «یکی از حوزه‌هایی که در آن به‌شدت باید محتاط بود، پژوهش‌های ارتقای ویروس‌ها است، به‌ویژه وقتی ماهیت تصادفی دارند و نمی‌دانید به چه چیزی دست پیدا می‌کنید. اگر کسی این کار را با آبله یا سیاه‌زخم انجام دهد، جای نگرانی جدی خواهد بود.» ونتر تأکید کرد که استفاده از هوش مصنوعی در این زمینه نه یک انقلاب بنیادین، بلکه نسخه‌ای پیشرفته‌تر از آزمایش و خطا است.

کاربردهای پیشین مدل‌های هوش مصنوعی در این حوزه تنها به تولید توالی‌های محدود دی‌ان‌ای، مانند پروتئین‌ها، محدود می‌شد. اما بخشی از ژنوم‌های تازه طراحی‌شده توسط Evo آن‌قدر با ژنوم هر باکتریوفاژ شناخته‌شده‌ای تفاوت داشتند که از نظر فنی به‌عنوان گونه‌ای جدید طبقه‌بندی می‌شوند. به‌طور کلی، این نخستین باری است که فناوری موفق به تولید ژنوم‌های کامل شده که در دنیای واقعی هم کار می‌کنند؛ دستاوردی که چه خوب و چه بد، بسیار مهم تلقی می‌شود.

۲۲۷۲۲۷