2024 год стал знаковым для искусственного интеллекта в науке: две Нобелевские премии — по химии и физике — были присуждены за ИИ-разработки, связанные с предсказанием структуры белков и основами машинного обучения. Теперь ИИ делает следующий шаг — в синтетическую биологию, где учёные пытаются создавать жизнь в лаборатории.

Как напоминает в своей статье для Diari ARA Сальвадор Масип (Salvador Macip), директор программ health sciences в Университете UOC и исследователь Фонда Pasqual Maragall, отправной точкой стал 2010 год, когда компания недавно ушедшего из жизни Дж. Крейга Вентера создала Synthia — первый искусственный организм. Это была бактерия с геномом, спроектированным с нуля и собранным машиной, а затем вставленным в клетку без собственной ДНК. Ключевой задачей тогда было определить минимальный набор генов, необходимых для жизни.

Но если бактерия — относительно простой организм, то возможно ли по тому же принципу создать более сложные формы жизни? Здесь, по мнению автора, на помощь приходит ИИ благодаря своей огромной способности распознавать шаблоны: он может виртуально конструировать геномы и предсказывать, как они будут работать внутри клетки — какие белки производить и какие функции выполнять.

Важный шаг к этому сценарию был сделан несколько недель назад: Arc Institute, Стэнфордский университет и компания Nvidia опубликовали Evo-2 — бесплатную модель ИИ, которая позволяет учёным «писать» целые хромосомы и даже небольшие полностью вымышленные геномы. Evo-2 обучен на 128 000 геномов самых разных организмов, включая человеческий, и считается крупнейшей биологической моделью на базе ИИ. Его главная инновация — способность генерировать как участки генома, кодирующие белки, так и так называемую «тёмную ДНК», функции которой пока до конца не изучены.

Evo-2 уже использовали для проектирования возможных новых микробов, а в перспективе он сможет предлагать геномы такой же сложности, как человеческий. В прошлом году в Великобритании стартовал проект по созданию первой синтетической хромосомы человека с бюджетом в 10 миллионов фунтов. Теоретически Evo-2 мог бы пойти дальше — спроектировать целый человеческий геном, заменив, например, уязвимые места, из-за которых мы плохо защищены от болезней или инфекций.

«Всё это пока научная фантастика, — отмечает Масип, — потому что ИИ ещё недостаточно знает, чтобы предсказывать поведение взаимосвязанных генов в такой запутанной регуляторной сети, как наша, и то, как она будет эволюционировать под воздействием множества факторов окружающей среды». Однако, учитывая скорость прогресса, вполне разумно предположить, что однажды мы дойдём до этой точки — и тогда придётся решать, стоит ли продолжать.

Автор подчёркивает, что синтетическая биология и без того вызывает массу этических вопросов — от протестов религиозных кругов до опасений по поводу создания биологического оружия, — а внедрение ИИ грозит многократно умножить эти проблемы. Но рациональное использование таких инструментов может, напротив, привести к будущему, в котором многие проблемы здравоохранения и социальные вызовы будут решены.