Korkutucu bilimsel gelişme: Yapay zekaya DNA’yı öğrettiler, o da yapay virüs yarattı

Bilim insanları yapay zekayı kullanarak ilk kez yeni virüs türleri yarattılar; bu durum tıbbi gelişmeler için umutları artırırken, teknolojinin bir gün tehlikeli patojenler icat etmek için kullanılabileceği endişesini de beraberinde getiriyor.

Sıfırdan virüs sentezlemek yeni bir şey değil. Araştırmacılar çok uzun zaman önce viral genomların nasıl üretileceğini öğrendiler; bunlar antiviral ilaçları ve aşıları araştırmak ve virüslerin nasıl çalıştığını öğrenmek için kullanılıyor.

Ancak Perşembe günü Science dergisinde yayınlanan yeni çalışma, viral genleri kopyalamanın çok ötesine geçiyor. Stanford Üniversitesi ve Kaliforniya, Palo Alto’daki bir araştırma kuruluşu olan Arc Enstitüsü’ndeki bilim insanları, yapay zekaya doğadaki DNA yapısı kalıplarını tanımayı ve ardından bu verileri kullanarak tamamen yeni virüsler için tarifler yazmayı öğrettiler.

The New York Times gazetesinin haberine göre, Araştırmacılar, bu tarifleri izleyerek DNA molekülleri oluşturdular ve bunları bakterilere yerleştirdiler. Değiştirilen bakteriler daha sonra doğada hiç görülmemiş virüsler üretti. Virüsler diğer bakterileri enfekte edebildi ve yaşayabilir olduklarını gösterdi.

“Bu önemli bir dönüm noktası,” dedi Manchester Üniversitesi’nde sentetik biyolog olan ve çalışmaya dahil olmayan Patrick Cai.

Yapay zeka tarafından tasarlanan virüsler, yalnızca bakterileri enfekte edebilen Phi X-174 adlı doğal olarak oluşan bir virüse benzedikleri için insanlara tehdit oluşturmuyor.

Ancak yeni çalışma, yapay zekanın ölümcül zehirlerden durdurulamaz pandemilere kadar yeni nesil biyolojik silahların yaratılmasını sağlayabileceğine dair artan endişeleri artırıyor.

Yeni çalışmaya dahil olmayan Johns Hopkins Sağlık Güvenliği Merkezi’nde araştırmacı olan Dr. Moritz Hanke, hükümetlerin ve bilimsel kuruluşların, bilim hızla ilerlerken bile, ölümcül bir virüsün yaratılmasını engelleyebilecek önlemler geliştirmekte yavaş davrandığını söyledi.

“Büyük bir kopukluk var,” dedi.

Çalışmanın yazarları, OpenAI tarafından yapılan ve bazı yönlerden ChatGPT’ye benzeyen Evo adlı bir yapay zeka modeline güvendiler. 

ChatGPT, birbirini takip etmesi muhtemel görünen kelimeleri bir araya getirerek soruları yanıtlıyor. Bunu, internetten, kitaplardan ve diğer kaynaklardan toplanan çok miktarda metin üzerinde yıllarca süren eğitim sayesinde yapabiliyor.

DNA, bazı yönlerden bir kitaba çarpıcı derecede benziyor: nükleotidler olarak bilinen moleküler yapı taşlarının, bir metin satırındaki harfler gibi dizilmiş bir dizisi. Bir gen, dört harfli bir alfabeden (A, C, G ve T) alınan yüzlerce nükleotitten oluşur. Dizi, proteinlerin ve diğer moleküllerin yapımı için talimatları kodlar.

DNA’nın kendi gramer kuralları vardır ve bir dizi bunları ihlal ederse, sonuç biyolojik anlamsızlık olur. Biyologlar doğanın bazı gramer kurallarını ortaya çıkardılar, ancak birçoğu gizemini koruyor.

Araştırmacılar, Evo’nun bu kuralları kendi başına öğrenip öğrenemeyeceğini merak ettiler. Onu metin üzerinde eğitmek yerine, milyonlarca hayvan, bitki, mikrop ve virüsten alınan genetik diziler üzerinde eğittiler. Toplamda, Evo yaklaşık dokuz trilyon nükleotidi taradı.

Evo sonunda yaşam ağacında ortak olan kalıpları tanıdı ve bunları kullanarak belirli görevleri yerine getirebilecek proteinleri kodlayan yeni genler için planlar oluşturdu. Bu sonuçlar, ekibin Evo’nun sadece tek genleri değil, aynı zamanda tüm bir genomu da kontrol edebileceğini düşünmesine yol açtı.

Yapay zekânın başlangıçta yalnızca küçük genomlarla başa çıkabileceği düşünüldüğünden, bilim insanları virüs üretmeyi denemeye karar verdiler. İnsan genomu üç milyardan fazla nükleotit içerirken, birçok virüsün genomu yalnızca birkaç bin nükleotit uzunluğunda.

Stanford Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi ve yeni çalışmanın yazarlarından Samuel King, “Bu, bir sonraki adımın en mantıklı adımı gibi geldi” dedi. O ve meslektaşları, Evo’ya bu kez Phi X-174’ün 11 geni ve yaklaşık 15.000 en yakın akrabası üzerinde bir eğitim daha verdiler.

Bu seçimi kısmen, bilim insanlarının Phi X-174’ü yakından tanımaları ve neredeyse bir asırdır üzerinde çalışmaları nedeniyle yaptılar. Ve sadece E. coli’yi enfekte eden bir bakteriyofaj olduğu için, ona benzer virüslerin güvenli olacağını biliyorlardı.

Evo, Phi X-174 ve akrabalarının genomlarına aşina olduktan sonra, araştırmacılar modeli kendi yeni versiyonlarını yazmaya teşvik ettiler. Evo, 700.000 potansiyel versiyon üretti; bilim insanları yalnızca başarılı olma olasılığı en yüksek görünenleri seçti.

Evo’nun önerdiği 285 diziden DNA molekülleri üretmeyi başardılar. Bu genomlar test edilmeye hazır olduğunda, King ve meslektaşları bunları bakterilere yerleştirdiler ve petri kaplarına yaydılar.

Birçok kapta mikroplar sorunsuz bir şekilde büyüdü – Evo’nun genomları başarısız olmuştu. Ancak bir kapta, araştırmacılar bulanık bakteri tabakasında belirgin noktalar fark ettiler; bu, çoğalan virüslerin kesin işaretiydi.

Bilim insanlarının bakterilere yerleştirdiği DNA, viral genleri içeren protein kabukları üretmişti. Virüsler hücrelerden dışarı fırlayarak, ölü konaklarının parçalanmış kabuklarını geride bıraktılar.

King ve meslektaşları daha fazla genomu test ettikçe, daha fazla belirgin nokta gördüler. Sonuç olarak, Evo’nun genomlarından 16’sının yaşayabilir yeni virüsler ürettiğini keşfettiler.

Bunlar doğal virüsler kadar dayanıklı olduklarını kanıtladılar. Hatta bazıları Phi X-174’ten daha hızlı çoğaldı. Oxford Üniversitesi’nde protein kimyacısı olan ve yeni çalışmada yer almayan Oliver Crook, “Bunlar zaten var olan şeylerin sadece sağlıksız versiyonları değil” dedi.

Dr. Crook, Evo’nun virüslerinin radikal olarak yeni yaratımlar olmadığını belirtti.

Bilim insanları, Evo’nun diğer virüs grupları üzerinde eğitildiğinde aynı başarı oranına sahip olup olmadığını bulmak için daha fazla deney yapmak zorunda kalacaklar. Eğer öyleyse, Dr. Crook, bilim insanlarının tıp ve biyoteknoloji için faydalı araçlar haline gelebilecek bazı yapay zeka tarafından üretilen virüsler bulabileceğini tahmin ediyor.

“Bilimimizin büyük bir kısmı teknoloji olarak virüslere dayanıyor,” dedi. Örneğin, genetik bozuklukları olan insanları tedavi etmek için doktorlar genleri virüslere yükleyecek ve virüsler de bunları hücrelere iletecek.

Ancak bu umutla birlikte, Evo’nun ilk başarısı, yapay zekanın ölümcül patojenler yaratmak için kullanılabileceği endişelerini de beraberinde getirdi. Dr. Hanke, “Şöyle diyebilirsiniz: ‘Hey, genomik dil modeli, bana daha bulaşıcı veya daha ölümcül olacak şekilde değiştirilmiş bir grip genomu yap,'” diye tahmin yürüttü.

Potansiyel tehlikeler, Evo’yu eğitirken araştırmacıların aklındaydı zaten. Modelde insanları enfekte eden virüslerle ilgili veri sağlamadılar ve diğer hayvanları, bitkileri ve mantarları enfekte eden benzer virüsleri de dışladılar.

Sonuç olarak, Evo insanları tehdit edebilecek virüslerin genomlarını üretemiyor. Stanford Üniversitesi’nde biyolog ve yeni çalışmanın yazarlarından Brian Hie, “Sadece çok dikkatli olmak istedik,” dedi.

Dr. Hanke, bu önlemi aldıkları için Dr. Here ve meslektaşlarını övdü. “Bence bu oldukça takdire şayan,” dedi, “çünkü ne yapmaları gerektiği konusunda hiçbir yerden rehberlik almıyorlar.”

Dr. Hanke, geçen hafta Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin yüksek riskli yaşam bilimleri araştırmalarını durdurmak için yeni bir politika uygulamaya koyduğunu belirtti. Bu politika, bilim insanlarının biyolojik ajanları daha zararlı hale getirecek deneylerden men edilmesini öngörüyor.

Ancak kurum, yaptığı açıklamada, yapay zeka ile virüs DNA’sı üretmek gibi bilgisayar tabanlı araştırmaların “endişe verici bir varlık içermediği sürece bu politika tarafından yasaklanmadığını” söyledi.

Çiçek hastalığı gibi doğal bir virüsün endişe verici bir varlık olup olmadığını anlamak kolaydır. Ancak Dr. Hanke, yapay zeka modeli tarafından üretilen bir virüsün olası tehlikesini değerlendirme konusunda bir fikir birliği olmadığını söyledi.

“Daha önce hiç görmediğim bir şeyin riski nedir?” diye sordu.