Η συγκεκριμένη εργασία έχει τη δυναμική να οδηγήσει σε νέες θεραπείες και να επιταχύνει την έρευνα σε τεχνητά σχεδιασμένα κύτταρα. Ο Jef Boeke, βιολόγος στο NYU Langone Health, που είχε πρόσβαση στην έρευνα πριν τη δημοσίευσή της, τόνισε πως τα αποτελέσματα της AI ήταν εντυπωσιακά και απρόβλεπτα. «Εντοπίστηκαν ιοί με νέα γονίδια, περικομμένα γονίδια και διαφορετικές διατάξεις», αναφέρει χαρακτηριστικά.

Παρά τα εντυπωσιακά ευρήματα, δεν πρόκειται ακόμη για πλήρως σχεδιασμένη ζωή από AI, καθώς οι ιοί δεν θεωρούνται ζωντανοί οργανισμοί αλλά τμήματα γενετικού κώδικα με απλά γονιδιώματα.

Οι ερευνητές του Arc Institute εστίασαν στη δημιουργία παραλλαγών ενός βακτηριοφάγου ιού, του phiX174, ο οποίος διαθέτει μόλις 11 γονίδια και περίπου 5.000 γράμματα DNA. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποίησαν δύο εκδοχές της AI Evo, που βασίζεται στις ίδιες αρχές με μεγάλα γλωσσικά μοντέλα όπως το ChatGPT. Αντί για κείμενα, οι ερευνητές εκπαίδευσαν τα μοντέλα σε γενώματα περίπου 2 εκατομμυρίων άλλων βακτηριοφάγων.

Για να αξιολογήσουν αν οι προτάσεις του AI είχαν νόημα, τύπωσαν χημικά 302 σχέδια γενωμάτων ως αλυσίδες DNA και τα ανέμειξαν με βακτήρια E. coli. Η στιγμή-ορόσημο ήρθε όταν παρατήρησαν περιοχές νεκρών βακτηρίων στα τρυβλία τους – ένδειξη ότι οι ιοί που δημιούργησε η AI ήταν λειτουργικοί. Μάλιστα, φωτογράφισαν τα σωματίδια των ιών στο μικροσκόπιο, τα οποία εμφανίζονταν ως θολές κουκκίδες.

Συνολικά, 16 από τα 302 σχέδια αποδείχθηκαν επιτυχή: οι υπολογιστικά σχεδιασμένοι φάγοι μπόρεσαν να αναπαραχθούν και να καταστρέψουν τα βακτήρια.

Ταχύτητα και προοπτικές της τεχνητής νοημοσύνης στη βιολογία

Ο J. Craig Venter, γνωστός για τη δημιουργία των πρώτων οργανισμών με συνθετικό DNA πριν περίπου είκοσι χρόνια, χαρακτήρισε τις μεθόδους AI ως «μια πιο γρήγορη εκδοχή πειραμάτων δοκιμής-σφάλματος». Θύμισε ότι όταν η δική του ομάδα δημιούργησε βακτήριο με εργαστηριακά εκτυπωμένο γονιδίωμα το 2008, χρειάστηκαν πολυάριθμες δοκιμές και χειρωνακτική ανάλυση της βιβλιογραφίας.

Η ταχύτητα είναι ο λόγος που πολλοί επενδύουν στην τεχνητή νοημοσύνη για να μεταμορφώσει τη βιολογία. Ήδη μέσα στο 2024, νέες μέθοδοι AI τιμήθηκαν με Nobel για την πρόβλεψη της δομής πρωτεϊνών, ενώ δισεκατομμύρια επενδύονται στην ανάπτυξη φαρμάκων μέσω AI. Αυτή την εβδομάδα η εταιρεία Lila στη Βοστώνη συγκέντρωσε 235 εκατ. δολάρια για αυτοματοποιημένα εργαστήρια με τεχνητή νοημοσύνη.

Οι ιοί που σχεδιάζονται από υπολογιστές θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν εμπορικά. Για παράδειγμα, οι γιατροί εφαρμόζουν κατά διαστήματα «θεραπεία φάγων» σε ασθενείς με βαριές βακτηριακές λοιμώξεις, ενώ παρόμοιες δοκιμές γίνονται στη γεωργία για την αντιμετώπιση ασθενειών όπως η μαύρη σήψη στο λάχανο.

«Υπάρχει σίγουρα μεγάλο δυναμικό σε αυτή την τεχνολογία», σημειώνει ο φοιτητής Samuel King, επικεφαλής του έργου στο εργαστήριο του Brian Hie. Υπογραμμίζει πως οι περισσότερες γονιδιακές θεραπείες βασίζονται σε ιούς ως φορείς μεταφοράς γονιδίων στον ανθρώπινο οργανισμό—και η AI θα μπορούσε να τους καταστήσει αποτελεσματικότερους.

Ανησυχίες για τη βιοασφάλεια και τα όρια της τεχνολογίας

Οι ερευνητές του Στάνφορντ διαβεβαιώνουν ότι δεν εκπαίδευσαν την AI σε ιούς που προσβάλλουν ανθρώπους. Ωστόσο, η ίδια τεχνολογία ενέχει τον κίνδυνο κάποιοι επιστήμονες—από περιέργεια ή κακή πρόθεση—να χρησιμοποιήσουν τις μεθόδους αυτές σε παθογόνα επικίνδυνα για τον άνθρωπο.

«Συνιστώ μεγάλη προσοχή σε οποιαδήποτε έρευνα ενίσχυσης ιών, ιδίως όταν είναι τυχαία και άγνωστης έκβασης», προειδοποιεί ο Venter. «Αν κάποιος εφαρμόσει αυτή την τεχνική στην ευλογιά ή τον άνθρακα, θα ανησυχούσα σοβαρά.»

Παραμένει ανοιχτό το ερώτημα αν η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να δημιουργήσει πλήρες γονιδίωμα μεγαλύτερων οργανισμών. Για παράδειγμα, το E. coli διαθέτει περίπου χίλιες φορές περισσότερο γενετικό υλικό από το phiX174. «Η πολυπλοκότητα θα εκτινασσόταν σε επίπεδα πολύ πάνω από τον αριθμό των υποατομικών σωματιδίων στο σύμπαν», σχολιάζει ο Boeke.

Επιπλέον, δεν υπάρχει ακόμη εύκολος τρόπος να δοκιμαστούν σχεδιάσεις AI για μεγάλα γονιδιώματα. Ενώ κάποιοι ιοί μπορούν να “ενεργοποιηθούν” απλά από ένα μόριο DNA, αυτό δεν ισχύει για βακτήρια ή πολυκύτταρους οργανισμούς όπως ο άνθρωπος—θα απαιτούνταν σταδιακές γενετικές τροποποιήσεις ενός υπάρχοντος κυττάρου, μια διαδικασία που παραμένει επίπονη.

Παρά τις δυσκολίες αυτές, ο διευθύνων σύμβουλος της Ginkgo Bioworks στη Βοστώνη, Jason Kelly, πιστεύει ότι ένα τέτοιο εγχείρημα είναι απαραίτητο και μπορεί να υλοποιηθεί σε αυτοματοποιημένα εργαστήρια όπου τα γενώματα προτείνονται, δοκιμάζονται και τα αποτελέσματα τροφοδοτούνται πίσω στην AI για περαιτέρω βελτίωση. «Θα ήταν ένα επιστημονικό ορόσημο εθνικής κλίμακας—καθώς τα κύτταρα είναι τα δομικά στοιχεία κάθε ζωής», τονίζει ο Kelly. «Οι ΗΠΑ πρέπει να διασφαλίσουν ότι θα προηγηθούν.»

Διαβάστε το αρχικό άρθρο εδώ.

Μάλιστα, δεν αποκλείει το ενδεχόμενο μιας διπλής επιδημίας κορονοϊού – γρίπης: “Είναι πολύ πιθανό να έχουμε ταυτόχρονη κυκλοφορία του κορονοϊού και της γρίπης. Το θετικό είναι ότι και οι δύο ιοί μεταδίδονται παρόμοια και συνεπώς τα προληπτικά μέτρα είναι αποτελεσματικά και για τους δύο ιούς, ενώ επίσης υπάρχει διαθεσιμότητα εμβολίων και για τα δύο παθογόνα, προκειμένουν να προφυλάξουμε τις ευπαθείς ομάδες από σοβαρή νόσο”.

Τον ίδιο φόβο εξέφρασε στο Πρακτορείο Fm ο προϊστάμενος του Τμήματος Ανθρωπίνων Ρετροϊών στο Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνών για τον Καρκίνο στις ΗΠΑ, δρ. Γιώργος Παυλάκης. Για τη συνύπαρξη της γρίπης με τον κορονοϊό ο κ. Παυλάκης ανέφερε ότι είναι προβληματική, γιατί στη διπλοπανδημία, η μία ασθένεια επιβαρύνει την άλλη. Ωστόσο όπως επισημαίνει δεν είναι μόνο η γρίπη που τον ανησυχεί.

Επανέρχονται βίαια διάφοροι ιοί που είχαν περιοριστεί

«Αλλά και πολλοί άλλοι ιοί που τους βλέπουμε πια γύρω μας, οι οποίοι είχαν περιοριστεί το προηγούμενο διάστημα, λόγω των λιγότερων επαφών που είχαμε, αλλά και των μέτρων δημόσιας υγείας. Τώρα ξαναγυρίζουν πιο βίαια από πριν. Μιλάω για πολλούς αναπνευστικούς ιούς, για ρινοϊούς και άλλους, όπως ο αδενοϊός κλπ, οι οποίοι δεν έκαναν επιδημίες τα περασμένα χρόνια. Φοβάμαι πολύ περισσότερο και από τη γρίπη τις διπλοπανδημίες που προκαλούν ανοσοανεπάρκεια και με τη σειρά της η ανοσοανεπάρκεια προκαλεί χρόνια μόλυνση από τον κορονοϊό, όχι για μέρες, αλλά πολλές φορές για μήνες.

Κι έτσι ο κορονοϊός μεταλλάσσεται γρηγορότερα και μας δίνει συνέχεια καινούργια στελέχη που έχουν καινούργιες ιδιότητες και μπορούν να κατανικήσουν εμβόλια και φάρμακα. Για παράδειγμα μία πραγματική και πολύ επίφοβη διπλοπανδημία είναι του κορονοϊού με τον ιό του AIDS που έχει αποδειχθεί ότι μπορεί να οδηγήσει με ευκολία σε νέες επικίνδυνες μεταλλάξεις του κορονοϊού». Γιατί όπως εξηγεί ο γνωστός ερευνητής, ο κορονοϊός όταν μένει στο ίδιο άτομο για πάρα πολύ καιρό, έχει την ευκαιρία να ανασυνδυάζεται και να κάνει περισσότερες μεταλλάξεις πολύ πιο γρήγορα, από ότι όταν πηγαίνει από άτομο σε άτομο.

«Η πιο ισχυρή θεωρία άλλωστε για την γρήγορη εξέλιξη της Όμικρον που μας έπιασε εξ απήνης ένα χρόνο πριν είναι ότι αυτή εξελίχθηκε στην Αφρική σε ανθρώπους που ήταν ανοσοκατασταλμένοι, λόγω του ότι ήταν μολυσμένοι με τον ιό του AIDS. Σε αυτούς τους ανθρώπους το ανοσολογικό σύστημα δεν δουλεύει αρκετά καλά και μπορεί να έχουν μόλυνση από κορονοϊό για μήνες».

Το στέλεχος BQ11, ο Νο1 ύποπτος για την επόμενη πανδημία

Όσον αφορά στις μεταλλάξεις του κορονοϊού που ανησυχούν τους ειδικούς, ο κ. Παυλάκης επισήμανε: «Ξέρουμε πολλές επίφοβες μεταλλάξεις, είναι όμως δύσκολο κανείς να πει πριν την έναρξη του κύματος, ποια από όλες θα επικρατήσει, γιατί υπάρχουν πάντα απρόβλεπτοι παράγοντες και φυσικά αλλάζει η παγκόσμια πραγματικότητα. Αυτή τη στιγμή πάντως ο BQ11 και ο BX, που ορίζονται σαν υποπαραλλαγές της Όμικρον, είναι τα στελέχη εκείνα που μάλλον θα κάνουν τις επόμενες επιδημίες. Έχουν μείνει σαν απόγονοι της Όμικρον, αλλά έχουν μεγάλη απόσταση από την Όμικρον, γιατί έχουν συσσωρεύσει πολλές μεταλλάξεις.

Τα δύο αυτά στελέχη κάνουν επιδημίες και στη Βόρεια Ευρώπη αυτή τη στιγμή, π.χ. η Αγγλία έχει πολύ BQ11, αλλά και σε πολλές περιοχές της Αμερικής. Ο BQ11 για τον οποίο γνωρίζουμε περισσότερα, έχει καταφέρει να ξεφύγει από πολλά προστατευτικά αντισώματα, και δυστυχώς θα προκαλέσει επιδημία, η οποία δεν θα αντιμετωπίζεται τόσο καλά από τα εμβόλια που έχουμε και από μερικά μονοκλωνικά, στα οποία βασιζόμαστε για να προστατεύσουμε τους μεταμοσχευμένους».