Yapay zekâ bunu da yaptı! Biyolojide sınırları aştı, doğada bulunmayan virüsler üretti... Korkutucu bir dönüm noktası olabilir

Haberlerimizi Google’da Takip Edin

Google’da tercih edilen
kaynak olarak ekleyin

Yapay zekâ bu kez tıp ve biyogüvenlik dengelerini değiştirecek bir adım atarak doğada daha önce hiç var olmamış canlı virüsler tasarladı. Science dergisinde yayımlanan bu çalışma, bilim dünyasında hem büyük bir heyecan hem de haklı bir korku yarattı.

Sıfırdan virüs sentezlemek veya bilinen bir virüsün genetik haritasını kopyalamak bilim insanlarının aşı ve ilaç araştırmaları için öteden beri uyguladığı bir yöntemdi. Ancak Stanford Üniversitesi ile Palo Alto'daki Arc Institute araştırmacılarının gerçekleştirdiği bu son deney, var olan genleri kopyalamanın çok ötesine geçiyor. Bilim insanları geliştirdikleri yapay zekâ modeline doğadaki DNA yapısının kalıplarını ve dil bilgisini öğreterek, modelin tamamen sıfırdan, özgün virüs ‘tarifleri’ yazmasını sağladılar.

YAPAY ZEKÂYI NASIL EĞİTTİLER?

Araştırmada kullanılan ve Evo (Evo 1 ve Evo 2) adı verilen genomik yapay zekâ modeli, çalışma prensibi bakımından OpenAI tarafından geliştirilen ChatGPT gibi büyük dil modellerine büyük bir benzerlik gösteriyor.

ChatGPT, internetten ve kitaplardan taranan devasa metin verileri sayesinde bir cümlede hangi kelimenin diğerini takip edeceğini tahmin ederek mantıklı yanıtlar üretiyor. Doğa da aslında benzer bir metin yapısına sahip. DNA dizilimleri; Adenin, Stozin (cytisine), Guanin ve Timin harflerini temsil eden A, C, G ve T nükleotidlerinin yan yana gelmesiyle oluşan devasa bir kitap gibidir. Bu harflerin sıralaması, canlılığın devamı için gereken proteinlerin nasıl inşa edileceğini kodlar.

DNA'nın kendine has son derece sıkı bir dil bilgisi kuralı vardır ve bu kurallardan biri ihlal edildiğinde ortaya biyolojik bir anlamsızlık çıkar. Biyologlar bu kuralların bir kısmını çözebilmiş olsa da büyük bir bölümü hâlâ gizemini koruyor.

Araştırmacılar, Evo’nun bu karmaşık dil bilgisini kendi kendine öğrenip öğrenemeyeceğini görmek istedi. Modeli kelimeler yerine milyonlarca bitki, hayvan, mikrop ve virüsten alınan genetik verilerle eğittiler. Toplamda yaklaşık 9 trilyon nükleotidi tarayan Evo, yaşam ağacındaki ortak kalıpları çözmeyi başardı. Tekil genlerin yapısını kavradıktan sonra sıra, tüm bir genomu düzenleyip düzenleyemeyeceğini test etmeye geldi.

DENEY SÜRECİ: TAM 16 CANLI YENİ VİRÜS ÜRETTİ

Yapay zekânın ilk etapta devasa genomları işleyemeyeceğini bilen bilim insanları, hedef olarak virüsleri seçti. İnsan genomu 3 milyardan fazla nükleotid içerirken, birçok virüsün genomu yalnızca birkaç bin nükleotidden oluşuyordu.

Araştırma ekibinde yer alan Stanford Üniversitesi doktora öğrencisi Samuel King ve arkadaşları, Evo'ya özel bir eğitim turu daha verdiler. Modeli, bilim insanlarının yaklaşık bir asırdır çok iyi bildiği ve sadece E. coli bakterisini enfekte eden Phi X-174 virüsü ile onun en yakın 15.000 akrabasının genetik dizilimleriyle eğittiler.

Evo, Phi X-174'ün yapısına tamamen hâkim olduktan sonra araştırmacılar modelden yeni virüs versiyonları yazmasını istedi. Yapay zekâ tam 700.000 potansiyel genom taslağı üretti. Araştırmacılar bu taslaklar arasından başarı şansı en yüksek görünen 285 tanesini seçti ve laboratuvarda bunlara uygun DNA molekülleri sentezledi. Elde edilen yapay genomlar bakteri hücrelerinin içine yerleştirilerek petri kaplarına yayıldı.

İlk başlarda petri kaplarının çoğunda bakteriler sorunsuz bir şekilde büyümeye devam etti, bu da yapay zekânın ürettiği genomların başarısız olduğu anlamına geliyordu. Ancak saatler sonra araştırmacılar heyecan verici bir gelişmeye tanık oldu. Bulanık bakteri tabakasının üzerinde net, şeffaf noktalar belirmeye başladı.

Bu durum, virüslerin bakterilerin içine girip çoğaldığının ve hücre zarlarını patlatarak dışarı çıktığının kesin bir kanıtıydı. Testler tamamlandığında, Evo tarafından tasarlanan genomlardan 16 tanesinin tam anlamıyla canlı, işlevsel ve dirençli virüsler ürettiği kesinleşti. Hatta bu yapay virüslerin bazıları, doğadaki orijinal Phi X-174 virüsünden bile daha hızlı çoğalıyordu.

TIBBİ FIRSATLAR VE İLACA DİRENÇLİ BAKTERİ TEHDİDİ

Çalışmada yer almayan uzmanlar, üretken yapay zekânın ilk kez bir virüsü yeniden tasarlamak için kullanılmasını biyoteknolojide devrim niteliğinde bir başarı olarak yorumluyor. Bu teknolojinin insan sağlığı açısından sunabileceği potansiyel faydalar oldukça büyük.

Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre her yıl milyonlarca insan, mevcut antibiyotiklerin tesir etmediği ilaca dirençli süper bakteriler nedeniyle hayatını kaybediyor. Yapay zekâ sayesinde tam da bu dirençli bakterileri hedef alıp yok edecek ‘tasarım virüsler’ (bakteriyofajlar) geliştirilebilir.

Ayrıca tıp dünyasında virüsler önemli birer taşıyıcı teknoloji olarak kullanılır. Genetik rahatsızlığı olan hastaları tedavi etmek amacıyla, iyileştirici genler virüslere yüklenerek insan hücrelerine iletilir. Yapay zekâ, bu tür gen tedavilerinde çok daha güvenli ve etkili taşıyıcı virüsler tasarlanmasına imkân sağlayabilir.

BİYOGÜVENLİK ALARMI VE DÜZENLEME BOŞLUKLARI

Tıbbi umutların yanında, yapay zekânın bu gücü biyogüvenlik uzmanlarını dehşete düşüren senaryoları da beraberinde getiriyor. Gelecekte kötü niyetli bir kişinin benzer bir genomik dil modeline başvurarak "Bana aşıları ve doğal bağışıklığı aşabilen, Covid gibi hızlı yayılan veya insanı öldürecek kadar tehlikeli bir grip genomu tasarla" deme ihtimali en büyük korku kaynağı.

Stanford ekibi bu tehlikelerin bilincinde olarak son derece sıkı güvenlik önlemleri aldı. Evo modeli eğitilirken insanları, hayvanları, bitkileri ve mantarları enfekte eden virüslere ait veriler sisteme kesinlikle dahil edilmedi. Böylece modelin insan sağlığını tehdit edebilecek bir genom üretmesinin önüne geçildi.

Üstelik insanları enfekte eden virüsler, bakteriyofajlara kıyasla katbekat daha büyük ve karmaşık bir yapıya sahip. Araştırmacılardan Brian Hie, günümüzde kötü niyetli bir aktörün zarar vermek istemesi halinde yapay zekâya başvurmak yerine zaten doğada var olan %100 ölümcül patojenleri kullanmasının çok daha kolay olduğunu vurguladı.

Ancak uzmanlar, bilim baş döndürücü bir hızla ilerlerken hükümetlerin ve denetçi kurumların yasal çerçeve oluşturmada çok geride kaldığı uyarısında bulunuyor. ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) gibi kurumlar biyolojik ajanların zararlı hale getirilmesini yasaklayan politikalar yayınlasa da yapay zekâ ile bilgisayar ortamında sıfırdan virüs DNA'sı tasarlama çalışmaları henüz net bir yasal kısıtlamaya tabi değil.

Çiçek hastalığı gibi bilinen bir virüsün tehlikesini ölçmek kolayken, yapay zekâ tarafından üretilen ve doğada daha önce hiç karşılaşılmamış tamamen yeni bir genetik dizilimin ne kadar büyük bir risk taşıdığını öngörmek biyogüvenlik dünyası için çözülmesi gereken en büyük soru işareti olarak duruyor.