Yapay zeka (YZ) modelleri, artık doğada var olmayan yepyeni virüsler yaratmayı başardı. Yapılan araştırmalar, bir YZ modelinin, DNA'nın yapısını 9 trilyon nükleotitten öğrenerek tamamen sentezlenmiş viral genomlar oluşturduğunu ortaya koydu. Bu genetik tasarımlardan 285 tanesi üzerinde yapılan deneylerde, 16'sının işlevsel hale gelerek bakterileri enfekte edebilen ve çoğalabilen virüslere dönüştüğü görüldü.
Bilim insanları, virüsleri sentezleme konusunda uzun yıllardır çalışmalar yapıyor. Genellikle bu çalışmalar, virüslerin nasıl çalıştığını anlamak, antiviral ilaçları ve aşıları test etmek amacıyla gerçekleştiriliyor. Bu süreçte, mevcut virüslerin genetik dizilimleri kullanılarak yeni virüsler üretiliyor. Mevcut genom verileri kopyalanıp düzenlenerek bu işlem gerçekleştiriliyor.
Her canlı organizma, DNA'nın yapı taşları olan nükleotitlerden oluşur. Genom, bu yapı taşlarının belirli bir organizmayı oluşturmak üzere nasıl bir araya geldiğine dair talimatları içerir. Bu veri kopyalanarak organizmanın klonlanması mümkündür. Ancak milyarlarca olası genom yapısı düşünüldüğünde, doğanın bu yapı taşlarını bir araya getirerek nasıl bir organizma oluşturduğunun formülünü insan eliyle çözmek istatistiksel olarak imkansızdı. Nükleotitler biliniyordu ancak onları geçerli genler oluşturacak şekilde düzenleme formülü ise belirsizdi. Ta ki şimdiye kadar.
Araştırmacılar, hayvanlar, bitkiler, mikroorganizmalar ve virüslerden elde edilen 128.000'den fazla genetik dizilimi kapsayan 9 trilyon nükleotit üzerinde YZ modelini eğitti. Bu sayede model, biyolojik DNA'nın hangi istatistiksel örüntülerle dizildiği konusunda ustalaştı. Tıpkı bir dil modelinin hangi kelime kombinasyonlarının anlamlı olduğunu öğrenmesi gibi, bu YZ modeli de hangi nükleotit kombinasyonlarının biyolojik olarak anlamlı dizilimler üreteceğini öğrendi.
Eğitim sonrasında YZ, yeni genler tasarlayarak hücrelere belirli proteinleri üretme talimatı verebilme yeteneği kazandı. Bilim insanları, YZ'nin binlerce yapı taşından oluşan basit bir organizma, örneğin birkaç bin yapı taşına sahip bir virüs için bir taslak oluşturup oluşturamayacağını görmek istediler. Karşılaştırma yapmak gerekirse, insan genomu üç milyardan fazla yapı taşından oluşmaktadır.
Araştırmacılar, Phi X-174 virüsünün 11 genini ve 5.386 nükleotidini ve bu virüse en yakın yaklaşık 15.000 akrabasını kullanarak Evo YZ modelini eğitti. Phi X-174, 100 yılı aşkın süredir incelenen ve yalnızca E. coli bakterisini hedef aldığı bilinen bir virüs olması nedeniyle seçildi. Model, virüsün genomunu inceledikten sonra 700.000 yeni potansiyel genom önerdi ve bilim insanları bu sayıyı 285'e indirdi. Bu talimatları kullanarak potansiyel organizmalar sentezleyen bilim insanları, 16 tanesinin doğada hiç var olmamış yeni ve işlevsel virüslere dönüştüğünü gözlemledi. Phi X-174'ün akrabaları gibi, bu yeni virüslerin de E. coli bakterilerini hedef alıp çoğaldığı görüldü. Bu yeni virüslerin, kaynak virüse oldukça benzer olduğu ve yapı taşlarının büyük ölçüde aynı olduğu, yalnızca dizilimlerinde bazı mutasyonlar bulunduğu belirtildi.
Bu çalışmanın potansiyel uygulamaları oldukça geniş olabilir. Bilim insanları, bu potansiyellerden birini bir direnç deneyi aracılığıyla gösterdi. İlk olarak doğal Phi X-174'e karşı direnç geliştirmiş üç farklı E. coli suşu oluşturdular. Ardından bu dirençli bakterileri, YZ tarafından tasarlanmış fagar (bakterileri enfekte eden virüsler) kokteyllerine maruz bıraktılar. Deney sırasında bu fagar popülasyonları evrimleşerek nihayetinde üç bakteri türündeki direnci de aştı.
Bilim insanları, oluşturulan yeni virüslerin insanlara karşı tamamen zararsız olduğunu belirtirken, insanları etkileyen patojenler üzerinde aynı sonuçları elde etmenin çok daha farklı bir durum olacağını vurguladılar. Ayrıca, YZ'yi insanları etkileyen organizmalara ait verilerle eğitmekten kaçındılar. Ancak bu çalışma, potansiyel olarak son derece tehlikeli uygulamaların da mümkün olduğunu dolaylı olarak gösteriyor. Uzmanlar, bu tür uygulamaların gerekli güvenlik önlemleri ve düzenlemelerin çok ötesine geçtiği konusunda endişeli. YZ'nin öngörülemeyen veya kontrol dışı davranışlar sergilediği de biliniyor.
