معهد ستانفورد ومعهد أرك يبتكران أول فيروسات مصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي قادرة على إصابة البكتيريا

باختصار

قام باحثون في جامعة ستانفورد ومعهد آرك باستخدام نموذج ذكاء اصطناعي لتصميم فيروسات جديدة تمامًا يمكنها إصابة البكتيريا، وتحمل مئات من الطفرات الجديدة وتجاوز الدفاعات الطبيعية للبكتيريا.

تمكن الباحثون في جامعة ستانفورد ومنظمة آرك غير الربحية من تحقيق إنجاز كبير في علم الأحياء الحسابي من خلال إنشاء أول فيروسات مصممة بالكامل بواسطة الذكاء الاصطناعي قادرة على إصابة وقتل البكتيريا.

قام الفريق بتدريب نموذج ذكاء اصطناعي متقدم يُدعى إيفو، والذي يعمل على نفس مبادئ نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) مثل ChatGPT، على مجموعة بيانات تحتوي على مليونين من الجينومات الفيروسية، مما زوده بالقدرة على فهم الهيكل الفيروسي، والتفاعلات الجينية، والقيود الوظيفية.

باستخدام هذا النموذج، كلف العلماء إيفو بتصميم فيروسات جديدة تمامًا من الصفر، مما أسفر عن 302 تصميم فريد، منها 16 تم تأكيد فعاليتها في الاختبارات المعملية، مما يدل على قدرة الذكاء الاصطناعي على إنتاج أنظمة بيولوجية قابلة للحياة لم توجد من قبل.

هذه الفيروسات التي تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي حملت ما يصل إلى 392 طفرة لم تُلاحظ من قبل في الطبيعة، بما في ذلك تركيبات من العناصر الجينية التي حاول الباحثون تجميعها مسبقًا وفشلوا في ذلك باستخدام تقنيات الهندسة التقليدية.

من المثير للاهتمام أنه عندما تطورت البكتيريا لمقاومة الفيروسات الطبيعية، كانت الفيروسات المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي قادرة على التغلب على هذه الدفاعات في غضون أيام، في حين أن الفيروسات التقليدية لم تعد فعالة.

نجح فيروس صناعي ملحوظ بشكل خاص في دمج مكون بروتيني رئيسي من فيروس بعيد الصلة، وهو إنجاز ظل بعيد المنال عن العلماء لسنوات على الرغم من المحاولات المتكررة باستخدام أساليب الهندسة الوراثية التقليدية.

الفيروسات المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي تُحدد عصرًا جديدًا في هندسة الجينوم

تشير تطورات هذه الفيروسات المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي إلى فجر عصر جديد في البحث العلمي، حيث يمكن للأدوات الحسابية أن تتجاوز قراءة وكتابة الجينوم إلى تصميمها بنشاط. كما أبرز معهد أرك، "هذا يمثل فصلًا جديدًا في قدرتنا على هندسة البيولوجيا على المستوى الأساسي."

يشدد الباحثون على أن الذكاء الاصطناعي الخاص بهم لم يتم تدريبه عمداً على الفيروسات التي تصيب البشر. ومع ذلك، فإن هذه التكنولوجيا تحمل مخاطر متأصلة، حيث يمكن أن يتم تطبيقها من قبل الآخرين - سواء بدافع الفضول أو الاهتمام العلمي أو النوايا الخبيثة - لاستكشاف مسببات الأمراض البشرية وخلق مستويات جديدة من الضراوة.

علاوة على ذلك، فإن قدرة الذكاء الاصطناعي على توليد جينومات كاملة لكائنات أكثر تعقيدًا لا تزال غير مؤكدة، ولا توجد حاليًا طريقة بسيطة لاختبار مثل هذه التصاميم. على عكس بعض الفيروسات التي يمكن تنشيطها مباشرة من سلسلة DNA، تتطلب الكائنات الأكبر مثل البكتيريا والثدييات أو البشر تعديلات جينية تدريجية للخلايا الموجودة، وهي عملية لا تزال بطيئة وتحتاج إلى جهد كبير.

على الرغم من هذه التحديات، يجادل العلماء بأنه من المهم متابعة هذا الخط من البحث. يتوقعون مختبرات مؤتمتة حيث يمكن اقتراح الجينومات التي تولدها الذكاء الاصطناعي، واختبارها تجريبيًا، وتنقيحها من خلال التغذية الراجعة التكرارية، مما قد يسرع من تطوير وفهم الأنظمة البيولوجية المعقدة.