ABD'de araştırmacılar, yapay zekâ modellerini kullanarak sıfırdan tasarlanan ve laboratuvar ortamında işlevsel hale getirilebilen yeni virüsler geliştirdi. Bakterileri enfekte etmek üzere tasarlanan virüslerin insanlara tehdit oluşturmadığı belirtilirken, çalışma yapay zekânın sentetik biyolojide ulaştığı noktayı gözler önüne serdi.
BBC'den James Gallagher'ın haberine göre araştırmacılar, bir organizmanın tüm genom haritasının yapay zekâ aracılığıyla tasarlanmasını ilk kez gerçekleştirdi. Çalışmada geliştirilen 16 yeni virüsün bakterileri enfekte etmek üzere tasarlandığı ve insanları tehdit etmediği vurgulandı.
Araştırmacılar bu gelişmeyi, özellikle antibiyotiklere dirençli bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde kullanılabilecek yeni yöntemlerin geliştirilmesi açısından önemli bir bilimsel dönüm noktası olarak değerlendiriyor. Ancak uzmanlar, aynı teknolojinin biyolojik güvenlik açısından yeni riskleri de beraberinde getirebileceği uyarısında bulunuyor.
Yapay zekâ yaşamın genetik dilini öğrendi
Yapay zekâ, yeni antibiyotiklerin geliştirilmesi gibi alanlarda daha önce de kullanılmaya başlanmıştı. Ancak tamamen yeni ve işlevsel bir virüs genomunun sıfırdan tasarlanması, bu çalışmaların çok daha ileri bir aşamasını temsil ediyor.
BBC'ye konuşan Stanford Üniversitesi'nden yardımcı doçent Brian Hie, üretken yapay zekânın "ilk kez eksiksiz bir genom tasarlamak için" kullanıldığını söyledi.
Araştırmada kullanılan teknoloji, çalışma mantığı bakımından ChatGPT gibi büyük dil modellerine benziyor. Ancak bu sistemler metin dizilerini tahmin etmek yerine yaşamın genetik dilini analiz ediyor.
Evo1 ve Evo2 olarak adlandırılan yapay zekâ modelleri; virüsler, bakteriler, bitkiler ve insanlardan elde edilen genetik kodlar üzerinde eğitildi. Ardından sistemler, yalnızca belirli bakteri türlerini enfekte eden bakteriyofajların geliştirilmesi amacıyla kullanıldı.
16 yapay zekâ tasarımı virüs işlevsel çıktı
Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yapay zekânın oluşturduğu 302 tasarım arasından en fazla umut vadedenleri belirleyerek laboratuvar ortamında sentezledi. Bu tasarımlardan 16'sının koli basili bakterilerini öldürmede etkili olduğu görüldü.
Çalışmada yer alan doktora öğrencisi Samuel King, bakteriyofajların etkili olduğunu fark ettikleri anı anlattı. Araştırmacılar yapay zekâ tarafından tasarlanan bakteriyofajları, üzerinde bakteri tabakası bulunan kültür kaplarına aktardı.
King sonrasını, "Berrak noktalar görmeye başlamıştık ve bu son derece heyecan vericiydi" diyerek anlattı.
Brian Hie ise sonuçların ekiple paylaşıldığı anı, "oda bir anda alkış tufanıyla inledi" diye hatırlıyor.
Antibiyotik direncine karşı yeni umut
Yeni bakteriyofajların geliştirilmesi, antibiyotiklerle tedavisi giderek zorlaşan bakteriyel enfeksiyonlara karşı alternatif tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine katkı sağlayabilir.
Faj terapisi, antibiyotiklere dirençli bakterilerin neden olduğu enfeksiyonlara karşı potansiyel bir çözüm olarak değerlendiriliyor. Yapay zekânın bu alanda kullanılması, belirli bakterileri hedefleyen yeni fajların daha hızlı tasarlanmasına yönelik araştırmaların önünü açabilir.
Ancak çalışma, yapay zekânın doğada bulunmayan biyolojik yapıları tasarlama kapasitesini de ortaya koyuyor. Bu alan, sentetik biyoloji kapsamında değerlendirilirken, teknolojinin kötü amaçlarla kullanılabileceğine ilişkin endişeler de gündeme geliyor.
Uzmanlardan biyogüvenlik uyarısı
Johns Hopkins Üniversitesi Sağlık Güvenliği Merkezi'nden Dr. Thomas Inglesby ve Dr. Moritz Hanke, Science dergisinde yayımlanan araştırmanın bulgularının "acil biyolojik güvenlik ve biyolojik emniyet sorularını" gündeme getirdiğini yazdı.
Uzmanlar, "Artık mesele, üretken virüs genom tasarımının var olup olmayacağı değil, ciddi zarara yol açmadan kullanılıp kullanılamayacağı meselesi" uyarısında bulundu.
Inglesby ve Hanke, hastalık yapma potansiyeli bulunan yeni virüslerin "peşinden gidilmemesi" gerektiğini de vurguladı.
Araştırmacılar ise güvenliği en üst düzeyde tutmak amacıyla çeşitli önlemler aldıklarını belirtti. Eğitim veri tabanından karmaşık organizmaları enfekte edebilecek virüslerin çıkarıldığı, insanları enfekte eden virüsler yerine bakteriyofajlar üzerinde çalışıldığı ve araştırmaların güvenli laboratuvar koşullarında yürütüldüğü aktarıldı.
Hie, mevcut güvenlik önlemlerinin teknolojinin "iyi amaçlar için kullanılmasını sağlamada" önemli katkı sunduğunu savundu.
Yapay zekâ canlı organizma tasarımına ne kadar yakın?
Virüsler bilimsel açıdan canlı organizmalar olarak kabul edilmiyor. Bu nedenle yapay zekânın daha karmaşık canlı organizmalar tasarlayabilmesi için aşılması gereken önemli bilimsel ve teknik engeller bulunuyor.
Bir bakteriyofajın genetik kodu yaklaşık 5 bin 400 baz çiftinden oluşurken, en küçük canlı hücrelerden birinin genomu yaklaşık 500 bin baz çifti uzunluğunda. İnsan genomu ise yaklaşık 3 milyar baz çiftinden oluşuyor.
Brian Hie, daha basit organizmalar üretmeye yönelik çalışmaların "muhtemelen çok fazla iş gerektireceğini, ancak imkansız olmadığını" söyledi ve bu yönde çalışmaya "kesinlikle ilgi duyduklarını" belirtti.
Bilimin bilgisayar üzerinden tasarlanması
İspanya'daki Pompeu Fabra Üniversitesi sentetik biyoloji laboratuvarından Prof. Marc Güell, çalışmayı "çok önemli bir dönüm noktası" olarak nitelendirdi. Güell, bunun "tarihte ilk kez biyolojinin bilgisayar üzerinden tasarlanmaya başladığını" gösterdiğini söyledi.
Güell'e göre bu teknoloji; hastalıklarla mücadele amacıyla fajların geliştirilmesi, genetik bozuklukların tedavisinde kullanılabilecek enzimlerin tasarlanması ve immünoterapide kullanılabilecek antikorların geliştirilmesi gibi alanlarda yeni olanaklar yaratabilir.
Manchester Biyoteknoloji Enstitüsü'nde sentetik genomik bölüm başkanı Prof. Patrick Cai de çalışmanın "önemli bir dönüm noktası" olduğunu belirtti.
Cai, "Bu durumun önemi fajların çok ötesine uzanıyor; genom dili modellerinin evrim tarafından kodlanan tasarım prensiplerini öğrenmeye başladığını ve yapay zekâ destekli genom yazımının önünü açtığını gösteriyor" dedi.
Çalışma bir yandan yapay zekânın yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesindeki potansiyelini ortaya koyarken, diğer yandan biyolojik tasarım teknolojilerinin güvenli ve kontrollü biçimde kullanılmasının önemini de yeniden gündeme taşıdı.
