هوش مصنوعی می‌تواند تصویر گربه بکشد یا ایمیل بنویسد. حالا همان فناوری توانسته یک ژنوم واقعی بسازد. یک تیم پژوهشی در کالیفرنیا می‌گوید با کمک هوش مصنوعی کدهای ژنتیکی تازه‌ای برای ویروس‌ها طراحی کرده و توانسته چند ویروس واقعی از روی آن‌ها بسازد که قادر به تکثیر و کشتن باکتری‌ها هستند. دانشمندان دانشگاه استنفورد و مؤسسه غیرانتفاعی Arc در پالو آلتو اعلام کرده‌اند این میکروب‌ها با DNA نوشته‌شده توسط هوش مصنوعی، «اولین طراحی کامل ژنوم به روش مولد» را نشان می‌دهند.
Antonio Regalado
این پژوهش که در یک مقاله‌ی پیش‌انتشار توضیح داده شده، می‌تواند راه را برای درمان‌های تازه باز کند و تحقیقات روی سلول‌های مهندسی‌شده را سرعت ببخشد. جف بوئکه، زیست‌شناس مرکز سلامت لانگون در دانشگاه نیویورک، که نسخه‌ای از مقاله را پیش از انتشار دیده، می‌گوید این کار یک «اولین گام چشمگیر» به سوی موجودات زنده‌ی طراحی‌شده توسط هوش مصنوعی است.
بوئکه می‌گوید عملکرد هوش مصنوعی شگفت‌انگیز بوده و ایده‌هایی غیرمنتظره به دست داده است: ویروس‌هایی با ژن‌های تازه، ژن‌های کوتاه‌شده و حتی ترتیب و چیدمان کاملا متفاوت ژن‌ها دیده شد. با این حال، این هنوز «زندگی» طراحی‌شده نیست. چون ویروس‌ها موجود زنده به حساب نمی‌آیند؛ آن‌ها بیشتر شبیه تکه‌های سرکش کد ژنتیکی با ژنوم‌های کوچک و ساده‌اند.
در پژوهش تازه، تیم Arc سراغ باکتریوفاژی به نام phiX174 رفت—ویروسی که باکتری‌ها را آلوده می‌کند و تنها ۱۱ ژن و حدود ۵۰۰۰ حرف DNA دارد. آن‌ها برای این کار از دو نسخه‌ی یک هوش مصنوعی به نام Evo استفاده کردند؛ مدلی که بر اساس همان اصول مدل‌های زبانی بزرگ مثل ChatGPT کار می‌کند. اما به جای آموزش با کتاب و بلاگ، این مدل با ژنوم حدود دو میلیون باکتریوفاژ دیگر آموزش دید.
سؤال این بود که آیا ژنوم‌های پیشنهادی AI معنایی دارند یا نه؟ برای فهمیدن این موضوع، پژوهشگران ۳۰۲ طرح ژنومی را به شکل رشته‌های DNA به‌طور شیمیایی چاپ کردند و آن‌ها را با باکتری E. coli مخلوط کردند. نتیجه لحظه‌ای بود از جنس «هوش مصنوعی اینجاست». شبی دانشمندان دیدند در پتری‌دیش‌هایشان لکه‌هایی از باکتری‌های مرده ظاهر شده است. بعدها با میکروسکوپ از ذرات ریز ویروسی عکس گرفتند که شبیه نقطه‌های پرزدار دیده می‌شدند. برایان هی، مسوول آزمایشگاه Arc، می‌گوید: دیدن این کره‌ی تولیدشده توسط هوش مصنوعی واقعاً تکان‌دهنده بود. در مجموع، ۱۶ مورد از ۳۰۲ طرح جواب دادند—یعنی فاژهای طراحی‌شده توسط کامپیوتر توانستند تکثیر شوند، از باکتری بیرون بزنند و آن‌ها را بکشند.
جی. کریگ ونتر، که نزدیک به بیست سال پیش نخستین موجودات با DNA مصنوعی را ساخته بود، می‌گوید این روش‌های هوش مصنوعی در واقع شبیه «نسخه‌ی سریع‌تر آزمایش‌های آزمون و خطا» هستند.
او یادآور می‌شود وقتی تیمش در سال ۲۰۰۸ توانست یک باکتری با ژنوم چاپ‌شده بسازد، این کار بعد از سال‌ها آزمون و خطا به نتیجه رسید: «ما نسخه‌ی دستیِ هوش مصنوعی را انجام دادیم—یعنی جست‌وجو در مقالات و کنار هم گذاشتن آنچه می‌دانستیم.»
اما سرعت همان چیزی است که باعث شده سرمایه‌گذاران باور داشته باشند AI زیست‌شناسی را متحول می‌کند. همین فناوری‌ها در سال ۲۰۲۴ جایزه‌ی نوبل را برای پیش‌بینی شکل پروتئین گرفتند. و حالا سرمایه‌گذاران میلیاردها دلار روی یافتن داروهای تازه با کمک AI شرط‌بندی می‌کنند. همین هفته شرکتی در بوستون به نام Lila توانست ۲۳۵ میلیون دلار برای ساخت آزمایشگاه‌های خودکار تحت مدیریت AI جمع کند.
ویروس‌های طراحی‌شده با کامپیوتر می‌توانند کاربردهای تجاری هم داشته باشند. مثلا پزشکان گاهی «درمان با فاژ» را برای بیماران با عفونت‌های شدید امتحان کرده‌اند. آزمایش‌های مشابهی هم برای درمان «سیاه‌پوسیدگی کلم» در جریان است.
ساموئل کینگ، دانشجویی که این پروژه را در آزمایشگاه هی رهبری کرده، می‌گوید: این فناوری قطعا ظرفیت زیادی دارد. او اشاره می‌کند که بیشتر ژن‌درمانی‌ها از ویروس‌ها برای انتقال ژن به بدن بیماران استفاده می‌کنند و AI می‌تواند نسخه‌های مؤثرتری طراحی کند.
محققان استنفورد می‌گویند عمدا به هوش مصنوعی خود چیزی درباره‌ی ویروس‌های انسانی یاد نداده‌اند. اما همین فناوری می‌تواند خطرناک باشد، چون ممکن است دانشمندان دیگر—از روی کنجکاوی، نیت خوب یا حتی سوءنیت—این روش‌ها را روی پاتوژن‌های انسانی امتحان کنند و ویروس‌های مرگبارتری بسازند.
ونتر هشدار می‌دهد: یکی از حوزه‌هایی که باید نهایت احتیاط را داشت، هر نوع تحقیق برای تقویت ویروس‌هاست، مخصوصا وقتی به‌صورت تصادفی انجام شود و نتیجه مشخص نباشد. اگر کسی این کار را روی آبله یا سیاه‌زخم انجام دهد، جای نگرانی جدی خواهد بود.
اینکه آیا AI می‌تواند ژنوم واقعی یک موجود بزرگ‌تر را بسازد یا نه، هنوز معلوم نیست. مثلاً E. coli حدود هزار برابر DNA بیشتری از phiX174 دارد. بوئکه می‌گوید: پیچیدگی آن از سرسام‌آور به چیزی خیلی خیلی فراتر از تعداد ذرات زیراتمی جهان می‌رسد.
علاوه بر این، هنوز راه ساده‌ای برای آزمایش ژنوم‌های بزرگ‌تر وجود ندارد. بعضی ویروس‌ها فقط با یک رشته DNA راه‌اندازی می‌شوند، اما این موضوع برای یک باکتری، ماموت یا انسان صدق نمی‌کند. در این حالت دانشمندان باید یک سلول موجود را به‌تدریج تغییر دهند—فرآیندی که هنوز سخت و زمان‌بر است.
با این حال، جیسون کلی، مدیرعامل شرکت Ginkgo Bioworks در بوستون، می‌گوید دقیقا چنین تلاشی لازم است. او معتقد است این کار می‌تواند در آزمایشگاه‌های خودکار انجام شود، جایی که ژنوم‌ها طراحی و آزمایش می‌شوند و نتایج برای بهبود دوباره به AI بازمی‌گردند.
او می‌گوید: این یک نقطه‌ی عطف علمی در سطح ملی خواهد بود، چون سلول‌ها واحدهای سازنده‌ی همه‌ی زندگی‌اند. ایالات متحده باید مطمئن شود که اولین کشوری است که به این موفقیت می‌رسد.
