A mesterséges intelligencia által létrehozott vírusok új dimenziókat nyitottak meg, miközben a kutatók egyre mélyebben belemerültek a probléma megoldásába.

Egy friss tanulmány alapján sci-fibe illő áttörést sikerült elérni: mesterséges intelligencia (MI) segítségével hoztak létre vírusgenomokat, amelyekből aztán funkcionális vírusrészecskéket állítottak elő - írja az IFLScience. A mikroorganizmusok úgynevezett bakteriofágok,

Ezek a mikroorganizmusok kizárólag baktériumokat céloznak meg, így az emberek és más állatok számára teljesen ártalmatlanok.

"A biológia területén az MI-ben elért fejlődés nagy része a fehérjék szintjén történt" - mondta Dr. Brian L. Hie, a Stanford Egyetem munkatársa és a csapat vezetője. A szakemberek 2025 elején fejlesztették ki az Evo 2 modellt, amely egy második generációs DNS-nyelvimodell.

A generatív MI-eszközök, így a ChatGPT, egyre több ember életében válnak mindennapi megoldásokká. Ezek a botok képesek olyan szöveget generálni, amely közel áll az emberi nyelvhez, mert az alapjukat képező nagy nyelvi modelleket hatalmas mennyiségű szöveges adaton tanították be. Az MI mára a tudományos világban is főszerepet kapott, a DNS-nyelvimodell például a ChatGPT-éhez hasonló elven működik, de genetikai adatokra támaszkodik, és DNS-szekvenciákat állít elő.

Az Evo 2 lenyűgöző módon akár 1 millió DNS-bázispár feldolgozására is képes. A csapat tisztában volt azzal, hogy elméletileg létrehozhatnak olyan hosszú szekvenciákat, amelyek egy teljes genomot alkothatnak. Ezt a figyelemre méltó képességet azonban még nem mérték fel laboratóriumi körülmények között.

A bakteriofágok jelentős szerepet játszanak a kutatás történetében, hiszen közéjük tartozik az első szintetizált genomok megalkotása is. Gyakorlati szempontból fontos volt, hogy a referencia, vagyis a ΦX174 vírussal kapcsolatos génállomány csupán 5000 bázispár körüli nagysággal bír. Ezzel szemben az emberi genom mérete meghaladja a 3 milliárd bázispárt. "Érdekes módon a fág teljes genomja rövidebb, mint néhány emberi gén" - emelte ki Hie.

Mivel a szintézis folyamata viszonylag drága, a korlátozott számú bázispár előnyös választásnak tűnik. Emellett a fágok laboratóriumi környezetben egyszerűen irányíthatók, és genomjukat már részletesen megvizsgálták.

Miután a szakértők fággenomok előállítására utasították a modellt, ellenőrizni kellett az adatok megbízhatóságát. A szekvenciák átverték azon bioinformatikai eszközöket, amelyek a valódiságot mérik fel, további szűrőkkel pedig a legjobb adatsorokat is azonosították.

A kísérlet következő lépésében a DNS-szálakból kör alakú fragmenseket, úgynevezett plazmidokat hoztak létre, majd ezeket E. coli baktériumokkal kombinálták. Hőkezeléssel így megkezdődött a fehérjék kialakulása, amely elvezethetett a fágok létrejöttéhez. Amennyiben a vírus valóban megszületik, az azt befogadó baktériumnak el kell pusztulnia.

A csapat végül 16 életképes fágot hozott létre, amelyek közül több is hatékonyabbnak bizonyult, mint a modellezés alapjául szolgáló eredeti ΦX174.

Az új kutatási eredmények kiemelkedő jelentőséggel bírhatnak a gyakorlati alkalmazások terén. A bakteriofágok már egy ideje népszerű módszerként szolgálnak az antibiotikum-rezisztencia leküzdésére, míg az MI által előállított változataik komoly előnyöket nyújthatnak, különösen a személyre szabott orvoslás területén.

Fontos megemlíteni, hogy etikai szempontok miatt sokan még nem osztják a technológia jelenlegi alkalmazhatóságába vetett hitet. Tal Feldman, a Yale Egyetem joghallgatója, valamint Jonathan Feldman, a Georgiai Műszaki Egyetem biotechnológiai hallgatója a The Washington Postban megjelent írásukban arra figyelmeztetnek, hogy egyelőre nem vagyunk felkészülve a mesterséges intelligencia által létrehozott vírusokkal kapcsolatos kihívásokra.

A szerzők elismerik, hogy Hie és csapata rendkívül óvatos megközelítést alkalmazott, azonban felvetik a kérdést:

vajon mi akadályozna meg másokat abban, hogy a humán kórokozókról szóló nyílt adatokat felhasználva saját modelleket építsenek.

Maga Hie is felhívta a figyelmet, hogy a modellek fejlődésével és terjedésével idővel olyan csoportok is elkezdhetik használni őket, amelyek nem lesznek elég körültekintőek. Ennek ellenére úgy gondolja, a potenciális előnyök messze meghaladják a kockázatokat.