Yapay Zeka Sıfırdan Bir Genom Tasarlayabilir mi?

İçerik Yazarı: Berra Dilsizler

Editör: Ayşe Bayram

Tasarım: Zeynep Esra Uzel

Günümüz yapay zekası bilindiği üzere birçok şeyi gerçekleştirmekte. Bu sefer AI modelleri ile virus genomlarının yazılması üzerine araştırmalar yapıldı. Araştırmacılar çalışmada Evo 1 ve Evo 2 adındaki iki yapay zeka modelini kullandılar.

Bu yapay zeka modelleri DNA, RNA ve protein dizilerini analiz edip üretebilmekteler. Modeller, 2 milyondan fazla faj genomuyla eğitildi. Modellerin tasarladığı yaklaşık 300 genomdan 16 tanesi çalışabilir virüsler oldu. Bazıları E.coli’leri normalden daha hızlı öldürdü. Ek olarak, araştırmacılar modelleri “E.coli’ye saldırabilecek fajlar” üretmek üzere yeniden eğitti.

Stanford Universitesinde hesaplamalı biyoloji uzmanı Brian Hie, AI modellerinin bireysel genleri ve proteinleri tasarlamak için zaten kullanıldığını fakat sıfırdan tam bir genetik plan oluşturmada çok sayıda gen ve proteinin birlikte çalışması gerektiği için ekstra bir karmaşıklık yarattığını dile getirdi. Hie ve meslektaşları tasarladıkları bu yapay zeka modellerinin chatGPT’nin romanlar ve internet paylaşımları üzerinde eğitildiği gibi faj genomlarından alınan milyarlarca genetik alfabenin temel birimleri olan A, C, G ve T çiftleri üzerinde eğittiler.

Ekip, yapay zekanın benzer bir genom tasarlamasına yardımcı olmak için 1977'de sekanslanan ilk DNA tabanlı genom olan ΦX174 adlı bir bakteriyofajı kılavuz olarak kullandı. Bu virüs, 5.386 nükleotide ve 11 gene sahip olmakla birlikte E.coli’yi enfekte edebiliyor. Bilim insanları, insanları veya hayvanları etkileyen virüsleri hariç tuttular.

Bu genomlardan E.coli bakterisini enfekte edip öldürebilen yeni bakteriyofajlar sentezlendi. Ilk kez bir yapay zeka başarılı olarak tüm genomu baṣtan tasarladı. Virüslerin yaşayıp yaşamadığı tartışmalı olsa da canlı organizmalar tasarlamaya bir adım daha yaklaşılmış oldu. Kullanılan bakteriler ve fajlar zararsız ve laboratuvarlarda güvenli olarak bilinen türlerdi. Yine de “dual-use dilemma” (çift kullanım ikilemi) denilen bir etik sorun yani aynı teknolojinin hem iyiye hem kötüye kullanılması ortada bulunmakta.

Araştırmacılar bunu başta antibiyotik direncine karşı savaşmak için olmak üzere yeni biyoteknolojik araçlar ve tedaviler geliştirmede kullanmayı hedefliyorlar. Hie, Al ile üretilen fajların ideal olarak sadece bir tür zararlı bakteriyi öldürürken insanları sağlıklı tutan iyi bakterileri korumasının yanı sıra virüse dirençli bakterilere ayak uydurarak evrimleşebileceğini söylüyor.

Al’yı tüm organizmaları tasarlamak için kullanmak, antibiyotik üretimi gibi mikrobiyal üretim süreçlerini hızlandırabilir veya plastiği parçalayan mikropları yetiştirebilir. Hie, Al’ın araştırmacıların daha da karmaşık genomları anlamalarına ve karmaşık hastalıklar için yeni tedaviler geliştirmelerine yardımcı olma potansiyeline sahip olduğunu ifade ediyor.