azkomgec logo
azkomgec.hu
azkomgec logo
azkomgec.hu

Vírusokat tervezett a mesterséges intelligencia, a kutatók pedig megalkották őket

2 megtekintés
Tudomány mesterséges intelligencia ai mi vírus genom bakteriofág
Blurred placeholder

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,

azaz csak baktériumokat fertőznek meg, emberekre és más állatokra nem veszélyesek.

„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 akár 1 millió DNS-bázispár bevitelét is képes feldolgozni. A csapat tudta, hogy elvileg olyan hosszú szekvenciát is megalkothat, amely egy teljes genomot tesz ki, ezt a képességet viszont laboratóriumban még nem tesztelték.

A bakteriofágok a kutatás történetében jelentősek, hozzájuk tartoznak többek között az első szintetizált genomok. Gyakorlati oldalon szempont volt, hogy a sablonként használt ΦX174 génállománya alig több mint 5000 bázispárból áll – összehasonlításképp: az ember esetében az érték a 3 milliárdot is meghaladja. „A fág teljes genomja valójában rövidebb, mint egyes emberi gének” – emelte ki Hie.

Mivel a szintézis meglehetősen költséges, a viszonylag kevés bázispár előnyösnek bizonyult. A fágok ráadásul laboratóriumi körülmények között könnyen manipulálhatók, és genomjukat már alaposan tanulmányozták.

Készen állunk az MI generálta vírusokra?

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 alkotott meg, amelyek közül több hatékonyabbnak bizonyult a modellezéshez használt eredeti ΦX174-nél.

Az új eredmények különösen értékesek lehetnek a gyakorlati alkalmazás miatt. A bakteriofágokat egy ideje az antibiotikum-rezisztencia elleni védekezés egyik eszközének tekintik, az MI által generált változatok pedig jelentősen segítséget jelenthetnek többek között a személyre szabott gyógyászatban.

Fdardel / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) A modellstruktúra, a ΦX174.

Fontos ugyanakkor hozzátenni, hogy etikai okokból nincs mindenki meggyőződve a technológia jelenlegi felhasználhatóságáról. Tal Feldman, a Yale Egyetem joghallgatója, illetve Jonathan Feldman, a Georgiai Műszaki Egyetem biotechnológiai hallgatója a The Washington Postban megjelent véleménycikkükben azt írják, még nem állunk készen a mesterséges intelligencia által tervezett vírusokra.

A szerzők elismerik, hogy Hie és kollégái rendkívül biztonságosan jártak el, ám 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.

Kapcsolódó cikkek