Η AI τροποποιεί και το ανθρώπινο DNA για στοχευμένες θεραπείες

Η αξιοποίηση της Τεχνητής Νοημοσύνης στον γενετικό μας κώδικα μπορεί να σημάνει συναγερμό, αλλά προς το παρόν, τα οφέλη υπερτερούν των αρνητικών.

Από ιατρικής πλευράς, η Τεχνητή Νοημοσύνη μας βοηθάει σε πολλούς τομείς, από την αναγνώριση μη φυσιολογικών καρδιακών ρυθμών πριν εμφανιστούν μέχρι τον εντοπισμό επικίνδυνων μορφών καρκίνου. Παρόλα αυτά, θα μπορούσε να παρέμβει και στο γονιδίωμά μας; Η εταιρεία πρωτεϊνικού σχεδιασμού Profluent πιστεύει ότι κάτι τέτοιο είναι εφικτό και έχει πραγματικά οφέλη για τον άνθρωπο.

Η Profluent ιδρύθηκε το 2022 στο Berkeley της Καλιφόρνια με σκοπό τη διερεύνηση τρόπων αξιοποίησης της Τεχνητής Νοημοσθνηα για τη μελέτη και τη δημιουργία νέων πρωτεϊνών που δεν υπάρχουν στη φύση. Πρόσφατα, μάλιστα, η εταιρεία ανακοίνωσε ένα σημαντικό ορόσημο με την σημιουργι μιας πρωτεΐνης που κατασκεύασε η AI και ονομάζεται OpenCRISPR-1.

Η πρωτεΐνη προορίζεται να λειτουργήσει στο σύστημα γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR, ένα εργαλείο όπου μια πρωτεΐνη κόβει ένα κομμάτι του DNA και επιδιορθώνει ή αντικαθιστά ένα γονίδιο. Το CRISPR χρησιμοποιείται ενεργά εδώ και περίπου 15 χρόνια, με τους δημιουργούς του να κερδίζουν το βραβείο Νόμπελ Χημείας το 2020.

Με την πάροδο των ετών, το CRISPR βασίστηκε σε πρωτεΐνες που βρέθηκαν στη φύση για να κάνει τη δουλειά του με το κόψιμο και τη συρραφή του DNA. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιεί την πρωτεΐνη Cas9, η οποία προέρχεται από βακτήρια, για να ανοίγει τις αλυσίδες του DNA προκειμένου να τροποποιεί τις γονιδιακές αλληλουχίες.

Σκεπτόμενη ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη θα μπορούσε να βελτιώσει το σύστημα CRISPR με τον ίδιο τρόπο που αρχίζει να βελτιώνεται σε πολλούς τομείς, η ομάδα Profluent δημιούργησε μια βάση δεδομένων με 5,1 εκατομμύρια πρωτεΐνες που μοιάζουν με την Cas9, η οποία, σύμφωνα με την εταιρεία, ξεπέρασε κάθε προηγούμενη τέτοια βάση δεδομένων κατά 2,7 φορές συνολικά και κατά 4,1 φορές ειδικά για τις πρωτεΐνες αυτού του τύπου. Στη συνέχεια, ένα μεγάλο γλωσσικό μοντέλο AI εκπαιδεύτηκε στη βάση δεδομένων και του ζητήθηκε να δημιουργήσει πιθανές πρωτεΐνες που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν αντί της Cas9 στις διεργασίες του CRISPR.

Αφότου η ομάδα της Profluent καθοδήγησε το σύστημα στο να μειώσει τα αποτελέσματα από 4 εκατομμύρια αλληλουχίες, κατέληξε τελικά στην OpenCRISPR-1.

Η νέα πρωτεΐνη απέδωσε εξίσου καλά με την Cas9 στις δοκιμές, αλλά με μια αξιοσημείωτη διαφορά: μείωσε τις επιπτώσεις στις περιοχές εκτός στόχου κατά 95%. Αυτό σημαίνει ότι ήταν πολύ πιο ακριβής, λειτουργώντας λίγο πολύ μόνο εκεί που χρειαζόταν και χωρίς να προκαλεί υπολειμματικές βλάβες στην αλυσίδα του DNA.

Σε μια μάλλον απρόσμενη κίνηση, η Profluent αποφάσισε να διαθέσει την πρωτεΐνη της στην επιστημονική κοινότητα ως open source!

"Η ανακοίνωση είναι μια στιγμή καμπής και η αρχή αυτού που ελπίζουμε ότι θα είναι μια επαναληπτική διαδικασία καθώς ξεκινάμε αυτή την επόμενη γενιά της παραγωγής γενετικών φαρμάκων", δήλωσε ο Peter Cameron, αντιπρόεδρος και επικεφαλής του τμήματος γονιδιακής επεξεργασίας στην Profluent. "Ενθαρρύνουμε την κοινότητα γονιδιακής επεξεργασίας να δοκιμάσει την OpenCRISPR-1. Εάν υπάρχουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να βελτιωθούν για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, θα θέλαμε να το γνωρίζουμε και μπορούμε να συνεργαστούμε για τη βελτιστοποίηση αυτών των ιδιοτήτων".

Εκ πρώτης αναγνώσεως, η χρήση Τεχνητής Νοημοσύνης για την τροποποίηση του DNA με οποιονδήποτε τρόπο κρούει τον κώδωνα του κινδύνου. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, οι σκέψεις για…zombies και Frankenstein είναι σε μεγάλο βαθμό υπερβολικές. Η Profluent χρησιμοποίησε απλώς την Τεχνητή Νοημοσύνη για να κάνει αυτό που είναι ο λόγος ύπαρξης της, να αφομοιώσει τεράστιες ποσότητες δεδομένων και να καταλήξει σε συμπεράσματα ταχύτερα από ό,τι θα μπορούσε να ελπίζει ότι θα μπορούσε να κάνει οποιοσδήποτε άνθρωπος.

Αντί για αμφίβολα γενετικά πειράματα, η εταιρεία πιστεύει ότι η νέα τεχνολογία θα οδηγήσει σε γρήγορες και ακριβείς γενετικές θεραπείες για κοινές ασθένειες.

Με το παρόν δημοσιοποιούμε το OpenCRISPR-1, έναν υψηλής απόδοσης επεξεργαστή γονιδίων που δημιουργείται από την Τεχνητή Νοημοσύνη, για να διευκολύνουμε την ευρεία, ηθική χρήση σε ερευνητικές και εμπορικές εφαρμογές. Στόχος μας είναι να προωθήσουμε την καινοτομία και την ανάπτυξη στην κοινότητα της γονιδιακής επεξεργασίας, ώστε να φέρουμε νέες θεραπείες σε ασθενείς με σημαντικές ανεκπλήρωτες ανάγκες.

[via]