AI stworzyło wirusy. Czy to początek „Darwina 2.0” i sztucznego życia?

Sztuczna inteligencja tworzy wirusy – czy przekroczyliśmy granicę, za którą zaczyna się „życie”?

We wrześniu grupa naukowców z Uniwersytetu Stanforda opublikowała pracę naukową, która brzmi jak scenariusz z filmu science fiction. Używając sztucznej inteligencji, zaprojektowali i stworzyli całkowicie nowe, nigdy wcześniej nieistniejące w naturze wirusy, zdolne do zabijania bakterii. W świecie, w którym AI pisze sonety, komponuje muzykę i staje się naszym przyjacielem, ten wyczyn wydaje się przekraczać kolejną, być może ostateczną granicę. Maszyna robi coś, co do tej pory było domeną ewolucji, Boga lub naukowców uzbrojonych w zaawansowane narzędzia inżynierii genetycznej.

„Maszyny na nowo definiują, co to znaczy być człowiekiem, co to znaczy być żywym” – komentuje Michael Hecht, profesor chemii z Uniwersytetu Princeton. „Uważam to za niezwykle niepokojące i zdumiewające. One opracowują, tworzą nowe formy życia. To Darwin 2.0.”

Czy rzeczywiście jesteśmy świadkami narodzin sztucznego życia? Czy maszyny wkrótce zaczną generować organizmy, które mogą nas zabić? A może to po prostu nowe, potężne narzędzie, które przyspiesza to, co naukowcy robili od lat? Reakcje w świecie nauki są skrajne – od zachwytu i ekscytacji po wzruszenie ramionami i chłodną krytykę.

Evo: AI, które nauczyło się „języka życia”

Sercem eksperymentu jest model generatywnej sztucznej inteligencji o nazwie Evo. Podobnie jak modele językowe typu ChatGPT uczą się na ogromnych zbiorach tekstów, tak Evo zostało wytrenowane na „języku życia” – 9 bilionach liter kodu DNA pochodzących z genomów organizmów ze wszystkich domen życia. Dzięki temu model nauczył się fundamentalnych zasad biologii molekularnej – tego, jak sekwencje DNA kodują funkcjonalne białka i jak te białka ze sobą współpracują, tworząc działające systemy biologiczne.

Eksperyment poszedł o krok dalej niż dotychczasowe osiągnięcia w dziedzinie projektowania białek. Naukowcy nie poprosili Evo o stworzenie pojedynczego białka, ale o zaprojektowanie całego, funkcjonalnego genomu prostego wirusa, zwanego fagiem.

• Cel: Zespół wybrał faga o nazwie phi-X174. To wirus, który infekuje bakterie E. coli, wstrzykując do nich swój materiał genetyczny. Następnie przejmuje kontrolę nad maszynerią komórkową bakterii, zmuszając ją do produkcji tysięcy swoich kopii, po czym niszczy komórkę, uwalniając nowe wirusy.

• Proces: Naukowcy, kierując modelem Evo za pomocą precyzyjnych instrukcji, wygenerowali setki tysięcy propozycji nowych, sztucznych genomów fagów.

• Weryfikacja: Wybrali 300 najbardziej obiecujących projektów, zamówili syntezę ich DNA, a następnie wprowadzili je do probówek z bakteriami E. coli.

• Wynik: 16 z 300 zaprojektowanych wirusów okazało się funkcjonalnych – potrafiły skutecznie infekować i zabijać bakterie. Niektóre z nich były nawet bardziej efektywne niż ich naturalne odpowiedniki.

To pierwszy w historii przypadek, w którym sztuczna inteligencja z sukcesem zaprojektowała de novo cały, działający genom wirusa.

Przełom czy tylko przyspieszenie? Debata w świecie nauki

Osiągnięcie zespołu ze Stanforda wywołało gorącą debatę. Czy to prawdziwa rewolucja, czy tylko ewolucja istniejących narzędzi?

J. Craig Venter, pionier genomiki, który jako pierwszy stworzył syntetyczny genom bakterii, komentuje: „Nie jestem tym ani trochę zaskoczony. Obecna AI jest dobra w przyspieszaniu zadań, które ludzie już potrafią wykonywać.” Z drugiej strony, Drew Endy, czołowy biolog syntetyczny ze Stanforda, przyznaje: „Byłem oszołomiony. Nie mogłem uwierzyć. Cieszyłem się jak dziecko.”

Niezależnie od interpretacji, jedno jest pewne: wchodzimy w nową erę biologii, w której granica między tym, co naturalne, a tym, co zaprojektowane, staje się coraz bardziej płynna.

Co może pójść nie tak? Ryzyko i zabezpieczenia

Zdolność do łatwego projektowania sekwencjami DNA, które nie istnieją w naturze, niesie ze sobą ogromne ryzyko. Jak zauważa Endy, w przyszłości każdy będzie mógł potencjalnie zaprojektować dowolną liczbę toksyn lub niebezpiecznych patogenów.

Czy powinniśmy się obawiać?

• Obecnie nie: Kevin Esvelt z MIT Media Lab, ekspert od bezpieczeństwa biologicznego, uspokaja, że technologia nie jest jeszcze na tyle zaawansowana, by stanowić poważne zagrożenie. „Nie martwię się ani trochę, dzisiaj.”

• W przyszłości – być może: Esvelt przyznaje jednak, że postęp nastąpił szybciej, niż się spodziewał. Istnieje „niepokojąca trajektoria”, w której nowe narzędzia mogą w końcu pozwolić złym aktorom na tworzenie np. wirusów omijających ludzką odporność, zdolnych do wywołania pandemii.

Twórcy Evo są świadomi tych zagrożeń. We współpracy z bioetykami podjęli kroki w celu ograniczenia ryzyka, na przykład celowo wykluczając z danych treningowych genomy patogenów, które infekują organizmy wielokomórkowe, w tym ludzi. To próba wbudowania „barierek ochronnych” w samą architekturę modelu.

Konkluzja: Nowa era w relacji człowieka z naturą

Eksperyment ze Stanforda to coś więcej niż tylko techniczny wyczyn. To symboliczny moment, który zmusza nas do zadania fundamentalnych pytań. Co to znaczy „stworzyć życie”? Gdzie leży granica między narzędziem a twórcą? I jak przygotować się na przyszłość, w której projektowanie organizmów może stać się równie proste, jak pisanie kodu?

Jak podsumowuje bioetyk Gregory Kaebnick, „to bardzo doniosły rozwój. Wydaje mi się też, że prowadzi nas on kolejną milę w dół drogi w naszej stale zmieniającej się relacji z naturą, z możliwościami, które mogą być pożądane, ale wciąż przyprawiają mnie o ból brzucha. W tym wszystkim jest ogromna niepewność.”

Badanie to otwiera zupełnie nowy, interdyscyplinarny obszar badawczy na styku biologii, informatyki i etyki. Analiza potencjału i ryzyka związanego z generatywną AI w naukach o życiu to doskonały, niezwykle aktualny temat dla przyszłych prac doktorskich, które będą kształtować ramy prawne i etyczne dla tej rewolucyjnej technologii.

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

1. Czy AI „stworzyło życie”?
   Technicznie rzecz biorąc, nie. Po pierwsze, wirusy nie są powszechnie uznawane za w pełni żywe. Po drugie, AI zaprojektowało jedynie cyfrowy „projekt” (sekwencję DNA). Fizyczną syntezę DNA i „uruchomienie” wirusa w komórkach bakteryjnych wykonali ludzcy naukowcy. AI było potężnym narzędziem w rękach człowieka, a nie samodzielnym stwórcą.

2. Jakie są potencjalne korzyści z tej technologii?
   Ogromne. Fagi, takie jak te zaprojektowane przez Evo, mogą być używane do zwalczania infekcji bakteryjnych opornych na antybiotyki (tzw. terapia fagowa). Ogólniej, zdolność do projektowania całych genomów może zrewolucjonizować biotechnologię, umożliwiając tworzenie np. mikroorganizmów produkujących leki, biopaliwa czy rozkładających zanieczyszczenia.

3. Czy ktoś nadzoruje tego typu badania?
   Na razie nadzór jest w dużej mierze oparty na samoregulacji środowiska naukowego i wewnętrznych komisjach etycznych na uniwersytetach. Nie istnieją jeszcze międzynarodowe, prawnie wiążące regulacje dotyczące projektowania organizmów za pomocą AI. Ta kwestia staje się jednym z najpilniejszych wyzwań dla decydentów na całym świecie.

4. Czym ten eksperyment różni się od wcześniejszych prac w biologii syntetycznej?
   Główna różnica polega na podejściu. Tradycyjna biologia syntetyczna często opiera się na modyfikowaniu istniejących genów lub składaniu razem znanych „klocków” genetycznych. Podejście oparte na generatywnej AI pozwala na tworzenie całkowicie nowych sekwencji de novo, opierając się na wyuczonych, głębokich zasadach biologicznych, co potencjalnie otwiera znacznie większą przestrzeń projektową.

5. Jak szybko rozwija się ta technologia?
   Bardzo szybko. Eksperci, tacy jak Kevin Esvelt, przyznają, że obecne osiągnięcie wyprzedziło ich prognozy o co najmniej 18 miesięcy. To pokazuje, że postęp w dziedzinie generatywnej AI w biologii może być równie gwałtowny, jak w przypadku modeli językowych, co wymaga stałej czujności i adaptacji ram bezpieczeństwa.