Doğada olmayanı üretti Yapay zeka virüsü laboratuvardan teknolojiye taşıdı

Stanford Üniversitesi ile Arc Institute araştırmacıları, yapay zekâ kullanarak doğada daha önce bulunmayan yeni virüsler tasarladı. Üstelik bunlar yalnızca bilgisayar ortamında oluşturulmuş teorik genomlardan ibaret kalmadı. Laboratuvarda yapılan deneylerde bazı tasarımların gerçekten işlevsel virüslere dönüştüğü görüldü.

Araştırma tıp ve biyoteknoloji açısından oldukça önemli ihtimaller barındırıyor. İşin bir de diğer tarafı var elbette: Bu tür sistemlerin gelecekte kötü niyetli amaçlarla kullanılma ihtimali, “biyolojik silah” tartışmalarını yeniden gündeme taşıyor.

Araştırmacılar çalışmada Evo adı verilen yapay zekâ modelinden yararlandı. Sistem çalışma mantığı açısından OpenAI'ın ChatGPT modeline benziyor ancak metinler yerine genetik veriler üzerinde eğitiliyor.

Dil modelleri, metinlerde kelimelerin hangi sıralarla bir araya geldiğini öğreniyor. Evo ise benzer bir yaklaşımı DNA üzerinde uyguluyor. Model, milyonlarca canlıya ait genetik dizileri inceleyerek DNA'nın temel örüntülerini ve bir anlamda biyolojik “dilini” öğrenmeye çalışıyor.

Evo'nun eğitim sürecinde hayvanlar, bitkiler, mikroorganizmalar ve virüslerden elde edilen yaklaşık 9 trilyon nükleotit analiz edildi.

Araştırmacıların asıl merak ettiği nokta ise şuydu: Yapay zekâ yalnızca tek tek genler oluşturmakla mı sınırlı kalacaktı, yoksa baştan sona çalışan bir genom da tasarlayabilecek miydi? Ekip ilk denemelerde Phi X-174 adlı bakteriyofajı seçti. Bu virüs yalnızca bakterileri, özellikle de E. coli'yi enfekte ediyor ve insanlar açısından güvenli kabul ediliyor.

Tercihin bir başka nedeni de genomunun oldukça küçük olmasıydı. İnsan genomunda 3 milyardan fazla nükleotit bulunurken birçok virüsün genomu sadece birkaç bin nükleotitten oluşuyor. Bu da yapay zekânın tüm genomu baştan sona tasarlamasını daha uygulanabilir hâle getiriyor.

Araştırmacılar Evo'yu, Phi X-174'ün 11 geni ve yaklaşık 15 bin yakın akrabasının genomuyla yeniden eğitti. Yaklaşık bir asırdır ayrıntılı biçimde incelenen Phi X-174'ün seçilmesinde, insanlar için risk oluşturmaması da önemli rol oynadı.

Eğitimin ardından yapay zekâ oldukça büyük bir üretim yaptı: Evo toplam 700 bin farklı virüs genomu tasarladı. Araştırmacılar bunların tamamını laboratuvarda test etmek yerine başarı ihtimali daha yüksek görülen 285 genom dizisini seçti. Bu diziler sentezlendi ve ardından bakterilere aktarıldı.

İlk sonuçlar pek umut verici değildi. Tasarımların büyük bölümü çalışmadı. Ancak bir süre sonra bazı petri kaplarında bakterilerin üzerinde dikkat çekici bölgeler oluşmaya başladı. Bu izler, yapay zekâ tarafından tasarlanan virüslerin çoğaldığını gösteriyordu. Böylece Evo'nun oluşturduğu DNA dizilerinden bazılarının gerçekten işlevsel virüslere dönüşebildiği laboratuvar ortamında doğrulandı.

Deneylerin sonunda 285 aday genomdan 16'sı canlı ve çoğalabilen yeni virüsler oluşturmayı başardı. Daha da dikkat çekici olanı, bu virüslerden bazılarının doğal Phi X-174 virüsünden daha hızlı çoğalmasıydı. Araştırmacılara göre ortaya çıkan virüsler yalnızca doğal virüslerin zayıf birer kopyası değildi. Bazıları doğal virüslerle karşılaştırılabilecek düzeyde dayanıklı yapılar sergiledi.

Yine de önemli bir ayrıntının altı çiziliyor. Yapay zekânın oluşturduğu virüsler tamamen yeni biyolojik mekanizmalar geliştirmiş değil. Doğadaki akrabalarına oldukça benziyor ve aynı temel biyolojik kurallar çerçevesinde çalışıyorlar.

Çalışmanın farklı virüs ailelerinde de benzer sonuçlar vermesi hâlinde önünde geniş bir kullanım alanı bulunuyor. Araştırmacılar, gelecekte belirli görevler için özel olarak tasarlanmış virüslerin gen tedavilerinde, ilaç geliştirme çalışmalarında ve çeşitli biyoteknolojik uygulamalarda kullanılabileceğini düşünüyor.

Virüsler zaten günümüzde gen tedavilerinde genetik materyali hücrelere taşımak amacıyla kullanılan önemli araçlardan biri. Yapay zekâ sayesinde bu viral taşıyıcıların belirli görevler için daha özel biçimde optimize edilmesi mümkün olabilir.

Fakat teknolojinin taşıdığı potansiyel yalnızca olumlu senaryolardan ibaret değil. Uzmanların dikkat çektiği en önemli risklerden biri, benzer yapay zekâ sistemlerinin kötü niyetli kişiler tarafından daha bulaşıcı veya daha ölümcül patojenler tasarlamak amacıyla kullanılma ihtimali.

Araştırma ekibi de bu tehlikenin farkında. Bu nedenle Evo'nun eğitiminde insanları enfekte eden virüslere ait veriler kullanılmadı. Bununla da yetinilmedi; hayvanları, bitkileri ve mantarları enfekte eden benzer virüsler de veri setinden çıkarıldı. Kaynak: TGRThaber