Researchers Utilize AI to Synthesize Novel Functional Viruses

ആദ്യമായി, പ്രകൃതിയിൽ നിലവിലില്ലാത്ത പൂർണ്ണമായും നവീനമായ വൈറസുകളെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെയ്യാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇൻ്റലിജൻസ് വിജയകരമായി വിന്യസിച്ചു. Evo 1, Evo 2 എന്നറിയപ്പെടുന്ന നൂതന അടിസ്ഥാന മോഡലുകൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ, ചില ബാക്ടീരിയകളെ പ്രത്യേകമായി ടാർഗെറ്റുചെയ്യുകയും ഇല്ലാതാക്കുകയും ചെയ്യുന്ന വൈറസുകളെ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ സ്റ്റാൻഫോർഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെയും ആർക്ക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെയും ഗവേഷകർക്ക് കഴിഞ്ഞു. സിന്തറ്റിക് ബയോളജി മുമ്പ് ഗവേഷകരെ വാക്സിൻ, മയക്കുമരുന്ന് വികസനം എന്നിവയ്ക്കായി നിലവിലുള്ള രോഗകാരികളെ പുനർനിർമ്മിക്കാനോ പരിഷ്ക്കരിക്കാനോ അനുവദിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ആദ്യം മുതൽ പുതിയ വൈറൽ ജീനോമുകൾ ആർക്കിടെക്റ്റ് ചെയ്യാൻ AI-ക്ക് കഴിയുമെന്ന് തെളിയിച്ചുകൊണ്ട് ഈ പഠനം ഒരു മാറ്റത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. സാധാരണ ബാക്ടീരിയോഫേജുകളിൽ കാണാത്ത വ്യതിരിക്തമായ നിയന്ത്രണ ഘടകങ്ങളും ജനിതക ഘടനകളും ഉള്ള പ്രവർത്തനപരമായ ജീവികളെ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ സങ്കീർണ്ണമായ ജൈവിക നിയന്ത്രണങ്ങളും പരിണാമ പാറ്റേണുകളും പഠിച്ച്, പ്രകൃതിദത്ത ലോകത്തിൽ നിന്നുള്ള ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ജീനോമുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന കൂറ്റൻ ഡാറ്റാസെറ്റുകളിൽ ഈ AI മോഡലുകൾ പരിശീലിപ്പിക്കപ്പെട്ടു.

സ്വാഭാവികമായും ബാക്ടീരിയയെ ബാധിക്കുന്ന വൈറസുകളായ ബാക്ടീരിയോഫേജുകളെ കേന്ദ്രീകരിച്ചായിരുന്നു ഗവേഷണം. Phi X-174 വൈറസിനെ ഒരു ബയോളജിക്കൽ റഫറൻസ് പോയിൻ്റായി ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട്, അറിയപ്പെടുന്ന സ്വാഭാവിക ശ്രേണികളിൽ നിന്ന് കാര്യമായ വ്യത്യാസമുണ്ടെങ്കിലും, ഡിഎൻഎ ഉൾപ്പെടുത്തൽ, പകർപ്പെടുക്കൽ, വൈറൽ അസംബ്ലി എന്നിവ പോലെയുള്ള ഇ. അൽഗോരിതങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ച ആയിരക്കണക്കിന് ഡിസൈനുകളിൽ നിന്ന്, ഗവേഷകർ അവരുടെ ആന്തരിക ജീൻ ഓർഗനൈസേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രവർത്തനക്ഷമതയുടെ ഏറ്റവും വാഗ്ദാനങ്ങൾ പ്രകടമാക്കുന്ന 300 ഉദ്യോഗാർത്ഥികളായി തിരഞ്ഞെടുക്കൽ ചുരുക്കി. ഈ 300 ഡിസൈനുകൾ ഒരു ലാബ് പരിതസ്ഥിതിയിൽ സമന്വയിപ്പിച്ചതാണ്. പരിശോധനയിൽ, ഈ സിന്തറ്റിക് സൃഷ്ടികളിൽ 16 എണ്ണം പൂർണ്ണമായും പ്രവർത്തനക്ഷമമാണെന്ന് കണ്ടെത്തി, ഇത് ഇ.കോളിയെ ബാധിക്കാനുള്ള കഴിവ് പ്രകടമാക്കുന്നു. ഈ നിർദ്ദിഷ്‌ട വൈറസുകൾ വ്യത്യസ്‌ത സ്വഭാവങ്ങൾ കാണിച്ചു, ചിലത് മറ്റുള്ളവയേക്കാൾ വേഗത്തിൽ ആവർത്തിക്കുന്നു, ഇഷ്‌ടാനുസൃത സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള പ്രായോഗികമായ ജൈവ ഏജൻ്റുമാരെ AI-ക്ക് വിശ്വസനീയമായി സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് തെളിയിക്കുന്നു.

ആൻറിബയോട്ടിക് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ബാക്ടീരിയ അണുബാധകളെ ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള നൂതന ഫേജ് തെറാപ്പി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതാണ് ഈ പഠനത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന സൂചനകളിലൊന്ന്. ലാബ് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, AI- ജനറേറ്റഡ് ബാക്ടീരിയോഫേജുകൾ E. coli ൻ്റെ സ്ട്രെയിനുകൾക്ക് വിധേയമായി, അത് ഇതിനകം തന്നെ Phi X-174 ന് സമാനമായ പ്രകൃതിദത്ത ഫേജുകളോട് പ്രതിരോധം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിരുന്നു. സിന്തറ്റിക് വൈറസുകൾക്ക് ഈ പ്രതിരോധത്തെ അതിവേഗം മറികടക്കാനും വിജയകരമായ അണുബാധകൾ സ്ഥാപിക്കാനും ബാക്ടീരിയയെ ഫലപ്രദമായി നിർവീര്യമാക്കാനും കഴിയുമെന്ന് ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിച്ചു. രോഗകാരികൾക്കൊപ്പം വികസിക്കുന്ന വ്യക്തിഗതമാക്കിയ മെഡിക്കൽ ചികിത്സകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ AI ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു ഭാവിയെ ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ AI സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് പുതിയ ബയോളജിക്കൽ ആർക്കിടെക്ചറുകൾ വളരെ വേഗത്തിൽ സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, ബാക്ടീരിയ പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആഗോള പ്രതിസന്ധിയെ ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യതയുള്ള പാത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഇത് പരമ്പരാഗത ആൻറിബയോട്ടിക്കുകൾക്ക് ബദൽ നൽകുന്നു, ഇത് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്ന സമ്മർദ്ദങ്ങൾക്കെതിരെ ഫലപ്രദമാകില്ല.

ഫാജ് തെറാപ്പിയുടെ ശാസ്ത്രീയ സാധ്യതകൾ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ബയോടെക്നോളജിയിലെ ജനറേറ്റീവ് AI-യുടെ ഇരട്ട ഉപയോഗ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആശങ്കകൾ നാഴികക്കല്ല് തീവ്രമാക്കിയിരിക്കുന്നു. ജോൺസ് ഹോപ്കിൻസ് സെൻ്റർ ഫോർ ഹെൽത്ത് സെക്യൂരിറ്റിയിലെ മോറിറ്റ്സ് ഹാങ്കെ ഉൾപ്പെടെയുള്ള വിദഗ്ധർ, AI- നയിക്കുന്ന സിന്തറ്റിക് ബയോളജിയുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള പുരോഗതിയും അതിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ശക്തമായ നിയന്ത്രണ ചട്ടക്കൂടുകളുടെ അഭാവവും തമ്മിൽ അപകടകരമായ വിച്ഛേദനം രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ചികിത്സാ ബാക്ടീരിയോഫേജുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന അതേ സാങ്കേതികവിദ്യ അത്യധികം വിഷലിപ്തമായ, മാരകമായ അല്ലെങ്കിൽ പാൻഡെമിക്-പ്രാപ്തിയുള്ള രോഗകാരികളെ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ പുനർനിർമ്മിക്കുമെന്ന ഭയം പ്രകടമാണ്. ഈ ആശങ്കകൾ പുതിയതല്ല; റാൻഡ് കോർപ്പറേഷൻ പോലുള്ള ഓർഗനൈസേഷനുകളിൽ നിന്നുള്ള മുൻ മുന്നറിയിപ്പുകൾ, ജൈവിക ആക്രമണങ്ങളുടെ ആസൂത്രണത്തെ നൂതന AI എങ്ങനെ പരിഷ്കരിക്കുമെന്ന് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. ഈ ശക്തമായ ഉൽപ്പാദന ഉപകരണങ്ങളുടെ ക്ഷുദ്രകരമായ ചൂഷണം തടയുന്നതിന് നിലവിൽ എന്തെങ്കിലും കാര്യക്ഷമമായ സുരക്ഷാ സംവിധാനങ്ങൾ നിലവിലുണ്ട് എന്നതാണ് നിലവിലെ യാഥാർത്ഥ്യം, ഇത് ഒരു നിയന്ത്രണ വിടവ് അവശേഷിപ്പിക്കുന്നു.