Bilimde bir ilk gerçekleşti: Yapay zeka ile sıfırdan virüs üretildi

Yapay zeka teknolojisi ilk kez eksiksiz bir virüs genomunun sıfırdan tasarlanmasında kullanıldı. ABD'deki araştırmacılar, yapay zeka yardımıyla tasarlanan ve laboratuvar ortamında çoğalabilen 16 yeni virüsün bakterileri enfekte ederek öldürebildiğini açıkladı.

BBC'nin haberine göre, bir organizmanın tüm genom haritasının yapay zeka kullanılarak tasarlanması ilk kez gerçekleştirildi. Üretilen virüslerin yalnızca belirli bakteri türlerini enfekte eden bakteriyofajlar olduğu ve insanlar için tehdit oluşturmadığı belirtildi.

Araştırmacılar çalışmayı, hastalıkların tedavisinde yeni yöntemlerin geliştirilmesinin önünü açabilecek "çok önemli bir bilimsel dönüm noktası" olarak değerlendirirken, uzmanlar yapay zeka ile tasarlanan virüslerin beraberinde getirebileceği güvenlik risklerine de dikkat çekti.

İlk kez eksiksiz bir genom tasarlandı

Yapay zeka, yeni antibiyotiklerin geliştirilmesinde halihazırda kullanılıyor. Ancak sıfırdan yeni ve işlevsel bir virüs oluşturmak, buna kıyasla daha karmaşık bir süreç olarak değerlendiriliyor.

BBC'ye konuşan Stanford Üniversitesi'nden yardımcı doçent Brian Hie, üretken yapay zekanın "ilk kez eksiksiz bir genom tasarlamak için" kullanıldığını söyledi.

Araştırmada kullanılan teknoloji, ChatGPT gibi büyük dil modellerine benzer bir yöntemle çalışıyor. Evo1 ve Evo2 adı verilen yapay zeka modelleri, metin dizileri yerine genetik dizileri tahmin ediyor.

Modeller; virüs, bakteri, bitki ve insanlardan elde edilen genetik kodlarla eğitildi. Ardından yalnızca belirli bakteri türlerini enfekte eden bakteriyofajların tasarlanması için kullanıldı.

302 tasarımdan 16'sı etkili oldu

Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yapay zekanın oluşturduğu tasarımlar arasından en fazla umut vadeden 302'sini seçerek laboratuvarda sentezledi.

Denemeler sonucunda tasarlanan virüslerden 16'sının koli basili bakterilerini öldürmede etkili olduğu görüldü. Laboratuvarda doktora öğrencisi olan Samuel King, bakteriyofajların etkili olduğunu günün erken saatlerinde yürüttüğü çalışma sırasında fark ettiklerini anlattı.

Araştırmacılar, yapay zeka tarafından tasarlanan bakteriyofajları üzerinde bakteri tabakası bulunan kültür kaplarına aktardı. King, sonuçları "Berrak noktalar görmeye başlamıştık ve bu son derece heyecan vericiydi" sözleriyle anlattı.

Brian Hie ise sonuçların ekiple paylaşıldığı anı, "Oda bir anda alkış tufanıyla inledi" diye aktardı.

Antibiyotik direncine karşı kullanılabilir

Yeni bakteriyofajların geliştirilmesi, antibiyotiklere dirençli enfeksiyonların tedavisinde farklı yöntemlerin önünü açabilir.

Çalışma aynı zamanda yapay zekanın doğada bulunmayan biyolojik yapılar tasarlayabilme kapasitesini de ortaya koydu. Bu alan "sentetik biyoloji" olarak adlandırılıyor.

Hie, teknolojinin yeni ilaçlar ve tedaviler geliştirilmesi yoluyla "insan sağlığını büyük ölçüde iyileştirme" potansiyeline sahip olduğunu söyledi.

Uzmanlardan biyogüvenlik uyarısı

Teknolojinin sağlayabileceği olanakların yanı sıra kötü amaçlarla yeni hastalıkların oluşturulmasında kullanılabileceğine ilişkin kaygılar da bulunuyor.

Johns Hopkins Üniversitesi Sağlık Güvenliği Merkezi'nden Dr. Thomas Inglesby ve Dr. Moritz Hanke, Science dergisinde yayımlanan araştırmanın bulgularının "acil biyolojik güvenlik ve biyolojik emniyet sorularını" gündeme getirdiğini belirtti.

Inglesby ve Hanke, "Artık mesele, üretken virüs genom tasarımının var olup olmayacağı değil, ciddi zarara yol açmadan kullanılıp kullanılamayacağı meselesi" değerlendirmesinde bulundu.

İki uzman, hastalık oluşturma potansiyeli taşıyan yeni virüslerin geliştirilmesinin "peşinden gidilmemesi" gerektiğini de vurguladı.

Araştırmacılar ise güvenliği en üst düzeyde tutmak için gerekli önlemleri aldıklarını açıkladı. Karmaşık organizmaları enfekte edebilecek virüsler yapay zekânın eğitim veri tabanından çıkarılırken, insanları enfekte eden virüsler yerine bakteriyofajlar üzerinde çalışıldı. Araştırmaların tamamı güvenli bir laboratuvar ortamında yürütüldü.

Hie, mevcut güvenlik önlemlerinin "teknolojinin iyi amaçlar için kullanılmasını sağlamada" önemli ölçüde katkı sağladığını ifade etti.

Yapay zeka canlı organizma tasarlayabilir mi?

Virüsler bilimsel açıdan canlı organizmalar olarak kabul edilmiyor. Bu nedenle yapay zekanın canlı bir organizma üretebilmesi için yeni bir bilimsel aşamanın daha geçilmesi gerekiyor.

Bir bakteriyofajın genetik kodu yaklaşık 5 bin 400 baz çiftinden oluşurken, canlı bir hücrenin bilinen en küçük genomu yaklaşık 500 bin baz çifti uzunluğunda. İnsan genomu ise yaklaşık 3 milyar baz çiftinden oluşuyor.

Hie, basit bir organizma üretmenin "muhtemelen çok fazla iş gerektireceğini, ancak imkânsız olmadığını" belirterek bu yönde çalışmaya "kesinlikle ilgi duyduklarını" söyledi.

İspanya'daki Pompeu Fabra Üniversitesi Sentetik Biyoloji Laboratuvarından Prof. Marc Güell, çalışmayı "çok önemli bir dönüm noktası" olarak değerlendirdi. Güell, "Tarihte ilk kez biyoloji bilgisayar üzerinden tasarlanmaya başladı" dedi.

Güell, teknolojinin hastalıklarla mücadele edecek fajların geliştirilmesi, genetik bozuklukların tedavisinde kullanılabilecek enzimlerin ve immünoterapide kullanılabilecek antikorların tasarlanması gibi alanlarda değerlendirilebileceğini belirtti.

Manchester Biyoteknoloji Enstitüsünde sentetik genomik bölüm başkanı Prof. Patrick Cai de araştırmanın "önemli bir dönüm noktası" olduğunu söyledi. Cai, "Bu durumun önemi fajların çok ötesine uzanıyor; genom dili modellerinin evrim tarafından kodlanan tasarım prensiplerini öğrenmeye başladığını ve yapay zeka destekli genom yazımının önünü açtığını gösteriyor" dedi.

(bbc.com)