Bilim İnsanları Yapay Zeka ile Tasarlanan Virüsleri Sentezledi: Laboratuvarda Çoğaldılar

Stanford Üniversitesi ve Palo Alto’daki Arc Institute araştırmacıları, yapay zeka tarafından tasarlanan DNA’ya sahip ve belirli bakterileri hedef alarak öldürebilen virüsler geliştirdiklerini açıkladı. Bunun yalnızca teorik bir simülasyon olmadığı, gerçek virüslerin laboratuvarda hâlihazırda bakterileri yok ettiği belirtildi. Henüz hakem değerlendirmesi bekleyen çalışma, yazarların ifadesiyle büyük dil modellerinin biyomühendislikteki gücünü çarpıcı biçimde ortaya koyuyor. Stanford’dan hesaplamalı biyolog ve çalışmanın kıdemli yazarı Brian Hie, Nature’a yaptığı açıklamada: “YZ sistemlerinin ilk kez tutarlı, tüm genom ölçeğinde diziler yazabildiğini görüyoruz. Bir sonraki adım YZ tarafından üretilmiş yaşam olacak.” dedi. Çalışmanın ortak yazarlarından Samuel King ise temkinli davranarak, “Tam bir canlı organizma tasarlayabilmek için birçok deneysel ilerlemenin gerçekleşmesi gerekiyor.” ifadelerini kullandı.

Virüsler teknik olarak canlı kabul edilmiyor. Kendi enerjilerini üretmedikleri ve tek başlarına çoğalamadıkları için hücresel yapılardan farklılar. Aslında biyolojimizi ele geçirip çoğalmak üzere programlanmış küçük genetik robotlar gibi düşünülebilirler. Hücrelerden oluşmazlar, yalnızca çoğalmaya odaklanmış talimatlarla yönetilirler. Genomları oldukça basit olduğu için yeniden tasarlanmaları insanlar veya makineler açısından daha ulaşılabilir hale geliyor. Araştırmada kullanılan yapay zeka modeli Evo, genel amaçlı bir dil modeli değil; milyonlarca bakteriyofaj genomu üzerinde özel olarak eğitilmiş bir sistem.

Bakteriyofaj, bakterileri enfekte eden bir virüs türüdür. Çalışmada çıkış noktası olarak phiX174 (ΦX174) isimli faj seçildi. E. coli bakterilerini enfekte eden phiX174, tarihte dizilenen ilk DNA tabanlı genom olma özelliğine sahip. Yaklaşık 5.400 baz çifti ve 11 geni bulunan phiX174, bilim dünyasında en iyi anlaşılmış virüslerden biri olarak biliniyor.

Evo modeliyle araştırmacılar toplam 302 farklı virüs tasarımı ortaya çıkardı. Bunların tamamı kimyasal olarak “basıldı” ve gerçek E. coli suşları üzerinde denendi. Sonuçta 16’sı başarılı oldu. Virüsler bakterilere DNA’larını aktardı, mekanizmalarını kendi kopyalarını üretmeye zorladı ve ardından hücreyi parçalayarak yok etti. 302 tasarımın yalnızca 16’sı başarılı olsa da, bu sonucun elde edilmesi olağanüstü bir başarı olarak değerlendirildi. Araştırmacılar, YZ ile tasarlanan fajların üç farklı E. coli türünü öldürmeyi başardığını ve hatta doğal phiX174’ten daha etkili performans gösterdiğini belirtti. Biyomühendis Niko McCarty, Asimov Press için yazdığı makalede şunları aktardı: “Birçok durumda, genomlarında insanların rasyonel olarak tasarlaması pek mümkün olmayan büyük değişiklikler bulunmasına rağmen, doğal phiX174’ten daha bulaşıcı oldular.”

Elde edilen sonuçlar heyecan verici olsa da ciddi etik kaygıları beraberinde getirdi. Uzmanlar, böyle bir sistemin yalnızca tedavi edici amaçlarla değil, aynı zamanda biyolojik silahlar geliştirmek için de kullanılabileceği konusunda uyarıyor. J. Craig Venter Enstitüsü’nün kurucusu Craig Venter, MIT Technology Review’a şunları söyledi: “Rastgele yapıldığında neyle karşılaşacağınızı bilmediğiniz her türlü viral geliştirme araştırmasında aşırı dikkatli olunması gerektiğini düşünüyorum. Eğer birisi bunu çiçek hastalığı ya da şarbon üzerinde uygulasaydı, çok ciddi kaygılarım olurdu.” Venter ayrıca YZ kullanımının aslında kökten yeni olmadığını da ekledi: “Bu sadece deneme-yanılma deneylerinin daha hızlı bir versiyonu.”

Şimdiye dek YZ modelleri, proteinlerde olduğu gibi DNA dizilerinin yalnızca parçalarını üretebiliyordu ancak McCarty’nin vurguladığı üzere, çalışmada ortaya çıkan bazı genomlar bilinen hiçbir bakteriyofaj genomuna benzemeyecek kadar farklıydı ve teknik olarak yeni bir tür olarak sınıflandırılabilecek düzeydeydi.

Genel anlamda çalışma, teknolojinin ilk kez işlevsel tüm genomlar üretip bunların gerçek dünyada çalıştığını kanıtlaması bakımından tarihi bir öneme sahip. King, Nature’a yaptığı değerlendirmede “Sonuç bizim için oldukça şaşırtıcı ve heyecan vericiydi çünkü bu yöntemin tedavi amaçlı uygulamalarda çok yararlı olabileceğini gösteriyor.” dedi.

‍

‍

‍

Kaynak: https://futurism.com/health-medicine/ai-designed-virus-printed