Οι επιστήμονες στις ΗΠΑ χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά τεχνητή νοημοσύνη για να δημιουργήσουν ιούς που δεν υπάρχουν στη φύση, ένα ορόσημο στη συνθετική βιολογία, το οποίο υπόσχεται σημαντικές εξελίξεις στην υγειονομική περίθαλψη, αλλά παράλληλα εγείρει σοβαρές ανησυχίες για τη βιοασφάλεια και τη βιοπροστασία.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ ανέπτυξαν ένα γενετικό πρόγραμμα τεχνητής νοημοσύνης, το οποίο ονόμασαν Evo 2, και το οποίο μπορεί να δημιουργεί νέα γονιδιώματα – δηλαδή τις γενετικές οδηγίες της ζωής, οι οποίες είναι κωδικοποιημένες στο DNA. Χρησιμοποίησαν το πρόγραμμα για να σχεδιάσουν και να δημιουργήσουν 16 συνθετικούς βακτηριοφάγους (phages), μικρούς ιούς που μολύνουν βακτήρια.
Οι βακτηριοφάγοι χρησιμοποιούνται σε ορισμένες περιπτώσεις αντί για αντιβιοτικά, προκειμένου να καταστρέψουν βακτήρια που προκαλούν ασθένειες.
Όταν δοκιμάστηκαν στο εργαστήριο, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι αυτοί οι νέοι, συνθετικοί βακτηριοφάγοι ήταν πιο αποτελεσματικοί στην εξόντωση του κοινού μικροοργανισμού E. coli σε σχέση με τον φυσικό βακτηριοφάγο ΦX174, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε ως πρότυπο πάνω στο οποίο «εκπαιδεύτηκε» το Evo 2.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν σήμερα, Πέμπτη (6/8) στο επιστημονικό περιοδικό Science.
«Η μελέτη μας αποτελεί απόδειξη ότι ο σχεδιασμός μέσω παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης μπορεί, για πρώτη φορά, να δημιουργήσει ολόκληρα λειτουργικά γονιδιώματα», δήλωσε ο Brian Hie, επικεφαλής του προγράμματος. «Επιλέξαμε να εργαστούμε με βακτηριοφάγους επειδή είναι μικροί ιοί, έχουν μελετηθεί εκτενώς και διαθέτουν ευρείες εφαρμογές στη μοριακή βιολογία και τις θεραπείες».
Η συγκεκριμένη προσέγγιση θα μπορούσε στο μέλλον να επεκταθεί σε μεγαλύτερους οργανισμούς, όπως τα βακτήρια, και στη συνέχεια σε πιο σύνθετες μορφές ζωής, πρόσθεσε.
«Η σημασία της πρωτοποριακής εργασίας του Brian Hie δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί», δήλωσε ο Adrian Woolfson, ειδικός στη γονιδιωματική και διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας σύνθεσης DNA Genyro. «Είναι η στιγμή των αδελφών Ράιτ για τη βιολογία, καθώς σταματάμε να κοιτάμε μόνο τις μορφές ζωής που δημιούργησε η εξέλιξη και ερχόμαστε αντιμέτωποι με τις τεράστιες δυνατότητες του μέλλοντος στη βιολογία».
Η χρήση των βακτηριοφάγων
Η θεραπεία με βακτηριοφάγους χρησιμοποιείται εδώ και πολλές δεκαετίες στην Ανατολική Ευρώπη. Συγκεκριμένοι βακτηριοφάγοι επιλέγονται ανάλογα με το ακριβές βακτηριακό στέλεχος του ασθενούς και χορηγούνται τοπικά, με ένεση ή από το στόμα, στο σημείο της λοίμωξης. Δεν εφαρμόζεται ευρέως στη Δύση για διάφορους λόγους, μεταξύ των οποίων οι πολύπλοκες διαδικασίες που απαιτούνται και η πιθανότητα τα βακτήρια να αναπτύξουν αντοχή.
Η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να συμβάλει στην αναβίωση της θεραπείας με βακτηριοφάγους, δήλωσε ο Samuel King, μέλος της ομάδας του Στάνφορντ. «Καθώς αυξάνονται τα στοιχεία για την εμφάνιση επικίνδυνων παθογόνων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά, θα χρειαστούμε καινοτόμες εναλλακτικές λύσεις – και η θεραπεία με βακτηριοφάγους είναι σίγουρα μία από αυτές».
Για λόγους ασφάλειας, η αρχική μελέτη του Στάνφορντ βασίστηκε σε ένα μη παθογόνο στέλεχος του E. coli και χρησιμοποίησε ένα γονιδιωματικό γλωσσικό μοντέλο που δεν είχε εκπαιδευτεί σε ιούς ικανούς να μολύνουν τα πιο σύνθετα κύτταρα που αποτελούν τα ζώα και τα φυτά.
Ωστόσο, η τεχνολογία θα μπορούσε στο μέλλον να καλύψει ένα πολύ μεγαλύτερο φάσμα ιών και να επεκταθεί στον σχεδιασμό εντελώς νέων οργανισμών, χωρίς να χρειάζεται να ξεκινά από ένα φυσικό γονιδίωμα.
Το Evo 2 είναι ανοικτού κώδικα και διαθέσιμο δωρεάν για λήψη, ώστε οποιοσδήποτε να μπορεί να το χρησιμοποιήσει για τον σχεδιασμό νέων γονιδιωμάτων.
«Δεν έχουμε αυτή τη στιγμή σχέδια να εμπορευματοποιήσουμε αυτή την εργασία», δήλωσε ο Hie. «Είμαστε ένα ακαδημαϊκό εργαστήριο που χρηματοδοτείται από φιλανθρωπικούς οργανισμούς και κρατικές επιχορηγήσεις. Είναι ευθύνη μας να διαθέσουμε τη βασική τεχνολογία σε όσο το δυνατόν περισσότερους ανθρώπους, λόγω των τεράστιων πιθανών οφελών για την υγεία και την ανθρωπότητα».
Υπάρχει κίνδυνος;
Ο Hie υποστήριξε ότι τα οφέλη υπερτερούν του κινδύνου να τροποποιηθεί το εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης από κακόβουλους χρήστες για σκοπούς βιοτρομοκρατίας.
Ωστόσο, οι Thomas Inglesby και Moritz Hanke, από το Κέντρο Ασφάλειας Υγείας του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς, προειδοποίησαν στο ίδιο τεύχος του Science ότι η μελέτη «εγείρει επείγοντα ερωτήματα για τη βιοασφάλεια και τη βιοπροστασία».
Αν και επαίνεσαν τους επιστήμονες του Στάνφορντ για τα μέτρα ασφαλείας που έλαβαν, τόνισαν: «Τα υπάρχοντα πλαίσια εποπτείας δεν επαρκούν για τον έλεγχο της παραγωγικής γονιδιωματικής… Το ερώτημα πλέον δεν είναι ο σχεδιασμός γενετικού ιικού γονιδιώματος. Είναι αν η κοινωνία μπορεί να δημιουργήσει ένα πλαίσιο εποπτείας που θα επιτρέπει την αξιοποίηση των οφελών του, αποτρέποντας ταυτόχρονα τη πρόκληση σοβαρών βλαβών».
Με πληροφορίες από Financial Times
