AI tạo ra 16 virus chưa từng tồn tại, bước tiến mới khiến giới khoa học lo ngại

AI không chỉ dự đoán DNA, mà đã bắt đầu "thiết kế sự sống"

Các nhà khoa học tại Đại học Stanford và Arc Institute đã sử dụng hai mô hình AI Evo 1 và Evo 2 để thiết kế các bộ gene virus mới, sau đó tổng hợp và kiểm nghiệm chúng trong phòng thí nghiệm. Kết quả, 16 virus được tạo ra có khả năng lây nhiễm và tiêu diệt vi khuẩn E. coli. 

Điểm cần nhấn mạnh là những virus này không phải virus gây bệnh cho người. Chúng thuộc nhóm bacteriophage, hay phage - những virus chuyên xâm nhập và tiêu diệt vi khuẩn. Đây cũng là lý do các nhà nghiên cứu lựa chọn chúng làm đối tượng thử nghiệm đầu tiên.

Nhóm nghiên cứu sử dụng một bacteriophage có tên ΦX174, một loại virus đã được nghiên cứu rất kỹ và có khả năng tấn công E. coli, làm nền tảng để AI học cách tạo ra những bộ gene mới. Các mô hình Evo được huấn luyện trên lượng dữ liệu di truyền khổng lồ, sau đó đề xuất những trình tự DNA có thể hình thành một virus hoạt động. 

AI không chỉ tìm kiếm một trình tự đã tồn tại trong tự nhiên mà tạo ra những thiết kế di truyền mới để con người đưa vào phòng thí nghiệm kiểm chứng.

Trong số hàng trăm thiết kế được lựa chọn để tổng hợp, 16 bộ gene đã tạo ra các bacteriophage có khả năng hoạt động thực sự. Một số virus mới thậm chí cho thấy khả năng tiêu diệt E. coli nhanh hơn virus ΦX174 ban đầu. 

Đây là bước chuyển đáng chú ý trong sinh học tổng hợp. AI đang giúp mở rộng không gian thiết kế bằng cách đề xuất những trình tự mà con người khó có thể tìm ra bằng phương pháp truyền thống.

Stanford đánh giá Evo 2 là một trong những mô hình AI sinh học mạnh nhất hiện nay, được huấn luyện trên khoảng 9.000 tỷ cặp base và có khả năng dự đoán, thiết kế các trình tự DNA với những chức năng cụ thể. 

16 virus do AI tạo ra có thể mở đường cho cuộc chiến chống "siêu vi khuẩn"

Ý nghĩa thực tế của nghiên cứu nằm ở một vấn đề ngày càng nghiêm trọng: Vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh.

Khác với kháng sinh thường tác động lên nhiều loại vi khuẩn, phage có xu hướng nhắm mục tiêu rất cụ thể. Chúng xâm nhập vào vi khuẩn, sử dụng bộ máy của tế bào để nhân lên rồi phá hủy tế bào chủ. Đặc tính này khiến phage được xem là một hướng tiềm năng để bổ sung hoặc thay thế một số phương pháp điều trị nhiễm khuẩn trong tương lai. 

Trong thí nghiệm, các nhà nghiên cứu không chỉ tạo ra những phage có khả năng tấn công E. coli mà còn thử nghiệm chúng trước các chủng vi khuẩn đã kháng lại phage ΦX174. Một hỗn hợp gồm nhiều phage AI thiết kế có thể vượt qua khả năng kháng của ba chủng E. coli mà virus ban đầu không thể tiêu diệt hiệu quả. 

Thay vì mất nhiều thời gian tìm kiếm một phage tự nhiên phù hợp với từng loại vi khuẩn, AI có thể giúp các nhà khoa học thiết kế những phage mới theo mục tiêu mong muốn, từ đó rút ngắn quá trình tìm kiếm các ứng viên cho liệu pháp phage.

Tuy nhiên, khoảng cách từ một thí nghiệm trong phòng lab đến một phương pháp điều trị cho con người vẫn còn rất lớn. Những virus này mới được chứng minh hoạt động trong các thử nghiệm với vi khuẩn, chưa đồng nghĩa với việc chúng đã trở thành thuốc có thể sử dụng trên bệnh nhân.

Dù vậy, nghiên cứu cho thấy một thay đổi quan trọng: AI đang chuyển từ vai trò phân tích sinh học sang tham gia trực tiếp vào thiết kế các hệ thống sinh học có khả năng hoạt động.

Và chính bước tiến đó khiến câu chuyện không còn đơn thuần là một thành tựu y sinh.

Khi AI có thể thiết kế virus, ranh giới an toàn sinh học bị đặt lại

Những virus được tạo ra trong nghiên cứu hiện tại không gây nguy hiểm cho con người. Nhóm nghiên cứu chủ động sử dụng bacteriophage và loại bỏ các trình tự liên quan đến virus gây bệnh cho người khỏi dữ liệu huấn luyện, nhằm giảm nguy cơ AI tạo ra những thiết kế nguy hiểm. 

Nhưng thành công của thí nghiệm đồng thời chứng minh một năng lực mới: AI có thể tạo ra một bộ gene virus chưa từng tồn tại trong tự nhiên, sau đó bộ gene đó có thể được tổng hợp và trở thành một thực thể sinh học có chức năng.

Đây chính là điểm khiến các chuyên gia an toàn sinh học quan tâm.

Nếu năng lực này tiếp tục được mở rộng sang những nhóm virus khác, vấn đề đáng lo không còn chỉ là AI có thể tạo ra trình tự gene mới hay không. Câu hỏi lớn hơn là ai được quyền sử dụng công nghệ này, họ sử dụng nó cho mục đích gì và bằng cách nào có thể phát hiện, ngăn chặn một thiết kế sinh học nguy hiểm trước khi nó được biến thành vật liệu thực tế trong phòng thí nghiệm.

Giới nghiên cứu cũng lưu ý rằng nguy cơ trước mắt không nhất thiết đến từ việc AI tạo ra một loại virus hoàn toàn mới. Việc sử dụng AI để chỉnh sửa hoặc tối ưu hóa những mầm bệnh vốn đã tồn tại có thể là mối đe dọa thực tế hơn. Chính vì vậy, kiểm soát chỉ riêng mô hình AI là chưa đủ; quy trình tổng hợp DNA, sàng lọc trình tự và các tiêu chuẩn an toàn phòng thí nghiệm cũng phải được tăng cường. 

16 virus đầu tiên không phải mối đe dọa đối với con người. Nhưng chúng là bằng chứng cho thấy AI đã bước qua một ranh giới mới: từ đọc và hiểu mã di truyền sang viết ra những mã di truyền có thể hoạt động trong thế giới thực. Các chuyên gia lo ngại rằng những nghiên cứu như vậy đang đi quá xa so với các biện pháp kiểm soát và quy định cần thiết trong khi, trước đó AI cũng được biết đến là có thể tự động vượt khỏi tầm kiểm soát.

Link nội dung: https://congdankhuyenhoc.vn/ai-tao-ra-16-virus-chua-tung-ton-tai-buoc-tien-moi-khien-gioi-khoa-hoc-lo-ngai-179260811153942446.htm