За първи път учени използваха изкуствен интелект, за да създадат нови видове вируси, което дава надежда за напредък в медицината, но същевременно поражда тревожната възможност, че тази технология един ден може да бъде използвана за създаване на опасни патогени, съобщава The New York Times. Синтезирането на вируси от нулата не е нищо ново – изследователите отдавна са научили как да произвеждат вирусни геноми. Те се използват за изследване на антивирусни лекарства и ваксини, както и за изучаване на механизмите на действие на вирусите.
Нови „рецепти“
Ново проучване, публикувано през току-що изминалата седмица в списание Science, отива обаче далеч отвъд простото копиране на вирусни гени. Учените от Станфордския университет и Arc Institute – изследователска организация в Пало Алто, Калифорния – научиха изкуствения интелект да разпознава модели на ДНК-структурата в природата, а след това да използва тези данни, за да състави „рецепти“ за напълно нови вируси.
Още: За по-малко от 4 години: OpenAI вече има 1 млрд. активни потребители
Изследователите са следвали тези „рецепти“, за да създадат ДНК-молекули, които са вмъкнали в бактерии. Модифицираните бактерии след това са произвели вируси, които никога не са срещани в природата. Вирусите са успели да заразят други бактерии, което доказва, че са жизнеспособни.
Има ли заплаха за хората?
Вирусите, измислени от изкуствения интелект, не представляват заплаха за хората, тъй като всички те са подобни на естествено срещащ се вирус, наречен Phi X-174, който може да зарази само бактерии.
Само че новото проучване засилва нарастващите опасения, че изкуственият интелект може да позволи създаването на ново поколение биологични оръжия – от смъртоносни отрови до неудържими пандемии.
Още: ИИ софтуер на голяма компания е извършил хакерски атаки съвсем сам
Д-р Мориц Ханке, научен сътрудник в Центъра за здравна сигурност към Университета „Джонс Хопкинс“, който не е участвал в новото проучване, посочва, че правителствата и научните организации бавят разработването на предпазни мерки, които биха могли да попречат на създаването на смъртоносен вирус, а науката напредва с бързи темпове. „Има просто огромно несъответствие“, смята той.
AI, подобен на ChatGPT, разкодира „книгата“ ДНК
Авторите на проучването са се позовали на модел за изкуствен интелект, наречен Evo, който в някои аспекти прилича на ChatGPT, създаден от OpenAI.
ChatGPT отговаря на въпроси, като съединява думи, които изглеждат вероятно да следват една след друга. Той може да прави това благодарение на дългогодишно обучение върху огромни количества текст, събрани от интернет, книги и други източници.
Още: Роботи-убийци и още невероятни неща от бъдещето: Какво видяхме на Срещата на върха за изкуствения интелект
ДНК по някои начини е удивително подобна на книга – поредица от молекулни градивни елементи, известни като нуклеотиди, подредени като букви в текстов ред. Един ген се състои от стотици нуклеотиди, извлечени от азбука с четири букви: А (аденин), Т (тимин), Ц (цитозин) и Г (гуанин). Последователността кодира инструкциите за синтеза на протеини и други молекули.
ДНК има свои собствени граматически правила и ако дадена последователност ги наруши, резултатът е биологична безсмислица. Биолозите са разкрили някои от граматическите правила на природата, но много от тях остават загадка.
Снимка: iStock
Изследователите се питат дали Evo би могъл да усвои тези правила самостоятелно. Вместо да го обучават с текст, те го обучават с генетични последователности, извлечени от милиони животни, растения, микроби и вируси. Като цяло Evo сканира около 9 трилиона нуклеотида.
В крайна сметка е разпознал модели, общи за цялото дърво на живота, и ги е използвал, за да генерира чертежи за нови гени, кодиращи протеини, които биха могли да изпълняват конкретни задачи. Тези резултати накарали екипа зад изследването да се запита дали Evo би могъл да овладее не само отделни гени, но и цял геном.
Още: За вирусите, кърлежите и кога хапят „българските“ комари: Проф. Кантарджиев със съвети как да опазим децата
16 от геномите на Evo са произвели жизнеспособни нови вируси
Тъй като в началото изкуственият интелект би могъл да обработва само малки геноми, учените решили да опитат да създадат вируси. Докато човешкият геном съдържа над три милиарда нуклеотида, геномите на много вируси са с дължина едва няколко хиляди.
„Просто ни се стори като очевидната следваща стъпка“, казва Самуел Кинг, докторант в Станфордския университет и един от авторите на новото проучване. Той и колегите му подложили Evo на поредния цикъл на обучение, този път върху 11-те гена на Phi X-174 и около 15 000 от най-близките му родственици. Направили този избор отчасти защото учените познават Phi X-174 много добре, след като го изучават от близо век. А тъй като това е бактериофаг, който заразява само „Ешерихия коли“, те знаят, че вируси, подобни на него, биха били безопасни.
След като Evo се запознал с геномите на Phi X-174 и неговите родственици, изследователите подканили модела да създаде свои собствени версии. Evo генерирал 700 000 потенциални версии. Учените се спрели само на онези, които изглеждали така, като че ли имат най-големи шансове за успех.
Още: В битката с опасни вируси: Google пуска милиони комари в природата
В крайна сметка те създали ДНК-молекули от 285 от предложените от Evo последователности. Когато тези геноми били готови за тестване, Кинг и колегите му ги вмъкнали в бактерии, които разпространили в петриеви чашки. В много от чашките микробите се развивали безпроблемно – геномите на Evo не били успешни. Но в една от чашките изследователите забелязали ясни точки, появяващи се в мътния слой от бактерии – ясен признак за размножаващи се вируси.
ДНК-то, което учените били вмъкнали в бактериите, произвело протеинови обвивки, съдържащи вирусни гени. Вирусите избухнали от клетките, оставяйки след себе си разкъсаните обвивки на мъртвите си гостоприемници.
Докато Кинг и колегите му тествали още геноми, те забелязали още ясни точки. Като цяло, открили, че 16 от геномите на Evo са произвели жизнеспособни нови вируси. Те се оказали толкова устойчиви, колкото и естествените. Всъщност някои се размножаваха по-бързо от Phi X-174.
„Те не са просто слаби версии на вече съществуващи вируси“, казва Оливър Крук, протеинов химик от Оксфордския университет, който не е участвал в новото проучване. Той предупреждава, че вирусите, създадени от Evo, не са радикално нови творения. Те са много сходни с естествените видове, като се основават на същата основна биология.
Снимка: iStock
Още: Учени унищожиха вирусите на COVID и грип като пуканки
Шанс за нещо полезно в медицината, но и тревога за смъртоносни патогени
Учените ще трябва да проведат още експерименти, за да установят дали Evo ще постигне същия процент на успех, ако бъде обучен да работи с други групи вируси. Ако това се потвърди, Крук очаква, че може да открият някои вируси, генерирани от изкуствен интелект, които биха могли да се превърнат в полезни инструменти за медицината и биотехнологиите.
„Голяма част от нашата наука се основава на вирусите като технология“, казва той, цитиран от The New York Times.
За да лекуват хора с генетични заболявания например, лекарите ще вграждат гени във вируси, които ги доставят в клетките. Но наред с тази надежда първоначалният успех на Evo поражда опасения, че изкуственият интелект може да бъде използван за създаване на смъртоносни патогени.
Още: Д-р Радостина Александрова: Пандемията от коронавирус не беше нито първата, нито ще е последната
„Човек би могъл да каже: ‚Ей, геномен езиков модел, създай ми геном на грип, който е модифициран така, че да се предава по-лесно или да бъде по-смъртоносен‘“, предполага д-р Ханке.
Изследователите вече са били наясно с потенциалните опасности, докато са обучавали Evo. Те не са предоставили на модела данни за вируси, които заразяват хора, и са изключили сходни вируси, които заразяват други животни, растения и гъби.
В резултат на това Evo не може да генерира геноми на вируси, които биха могли да застрашат хората. „Просто искахме да бъдем изключително предпазливи“, казва Брайън Хи, компютърен биолог в Станфордския университет и един от авторите на новото проучване.
Д-р Ханке отдава заслуги на д-р Хи и колегите му за вземането на тази предпазна мярка. „Мисля, че това е доста похвално“, казва той, „защото те не получават никакви указания от никъде за това какво трябва да правят“.
Миналата седмица, отбелязва д-р Ханке, Националните институти по здравеопазване въведоха нова политика за спиране на високорискови изследвания в областта на биологичните науки. Политиката ще забрани на учените да провеждат експерименти, които биха направили биологичните агенти по-опасни. Само че компютърните изследвания като генерирането на вирусна ДНК с изкуствен интелект „не са забранени от тази политика, освен ако не засягат обект, предизвикващ загриженост“, заяви агенцията в свое изявление.
Лесно е да се прецени дали естествен вирус като едрата шарка представлява повод за тревога, но няма единодушие по отношение на оценката на възможната опасност от вирус, създаден от модел на изкуствен интелект. „Какъв е рискът от нещо, което никога не съм виждал?“, пита реторично д-р Ханке.
Източник: Актуално
