de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Stanford University haben mithilfe generativer KI-Werkzeuge erstmals vollständige Virusgenome entworfen, die sich im Labor selbst replizieren können, und daraus 16 neue Viren synthetisiert, die Bakterien infizieren können. Diese Studie gilt als ein entscheidender Fortschritt der KI im Bereich der synthetischen Biologie und hat Diskussionen über Biosicherheitsfragen ausgelöst.
Laut Brian Hie, Assistenzprofessor an der Stanford University, wurde generative KI bereits zuvor zur Entwicklung neuartiger Antibiotika eingesetzt, doch die Entwicklung eines vollständigen Genoms, das sich in Zellen replizieren kann, von Grund auf neu, stelle eine neue Stufe der Komplexität dar. Die von den Forschern verwendeten KI-Modelle Evo1 und Evo2 funktionieren ähnlich wie große Sprachmodelle wie ChatGPT – letztere sagen Textsequenzen voraus, erstere werden mit genetischen Codes von Viren, Bakterien, Pflanzen und Menschen trainiert, um die Sprache des Lebens vorherzusagen. Die Forscher stellten das Modell so ein, dass es eine Virusart generiert, die nur bestimmte Bakterien infiziert, nämlich Bakteriophagen.
In der Laborphase filterten die Wissenschaftler aus den KI-Entwürfen die 302 vielversprechendsten Kandidaten heraus und synthetisierten sie einzeln, wobei sich 16 Bakteriophagen als wirksam gegen Escherichia coli erwiesen. Der Doktorand Samuel King erklärte, dass die Laborforschung nach der Bestätigung, dass das System ordnungsgemäß funktioniert, rasch voranschritt.
Die Phagentherapie gilt als potenzieller Ansatz gegen antibiotikaresistente Infektionen. Die Studie zeigt zugleich, dass KI in der Lage sein könnte, biologische Strukturen zu entwerfen, die in der Natur nicht vorkommen – dies fällt in den Bereich der synthetischen Biologie. Hie ist der Ansicht, dass das System das Potenzial hat, die menschliche Gesundheit durch die Entwicklung neuer Medikamente und Therapien zu verbessern.
Allerdings sind damit auch Sicherheitsbedenken verbunden. Thomas Inglesby und Moritz Hanke vom Johns-Hopkins-Zentrum für Gesundheitssicherheit schrieben kürzlich, dass diese Erkenntnisse dringende Fragen zur Biosicherheit aufwerfen. Die Forscher erklärten, die Frage sei nicht mehr, ob die generative Gestaltung von Virusgenomen eintreten werde, sondern ob sie ohne ernsthafte Schäden eingesetzt werden könne.
Um die Risiken zu verringern, ergriff das Stanford-Team eine Reihe von Vorsichtsmaßnahmen: Viren, die komplexe Organismen infizieren könnten, wurden aus der Trainingsdatenbank ausgeschlossen, die Forschung verwendete ausschließlich Bakteriophagen und keine Viren, die Menschen infizieren, und alle Experimente wurden in Sicherheitslaboren durchgeführt. Hie ist der Ansicht, dass die bestehenden Schutzmaßnahmen dazu beitragen, die Technologie für wohlwollende Zwecke zu nutzen.
Vom Umfang her umfasst der genetische Code von Bakteriophagen etwa 5.400 Basenpaare, das kleinste Genom einer lebenden Zelle etwa 500.000 Basenpaare, während das menschliche Genom aus 3 Milliarden Basenpaaren besteht. Hie erklärte, der Versuch, einfachere Organismen zu konstruieren, könnte viel Arbeit erfordern, sei aber nicht unmöglich, und das Forschungsteam sei an dieser Richtung interessiert.
