القاهرة: الأمير كمال فرج.

نجح فريق من الباحثين في جامعة ستانفورد ومعهد آرك في بالو ألتو، كاليفورنيا، في ابتكار فيروسات ذات حمض نووي (DNA) مصمم بواسطة الذكاء الاصطناعي، تستطيع استهداف أنواع معينة من البكتيريا والقضاء عليها.

ذكر فرانك لانديمور في تقرير نشرته مجلة Futurism إن "الفيروسات المصممة ليست مجرد احتمالات محاكاة، بل هي فيروسات حقيقية تعمل بالفعل على قتل الجراثيم في المختبر".

ويقول المؤلفون إن هذا العمل، الذي نُشر في دراسة جديدة في انتظار مراجعة الخبراء، هو دليل قاطع على فائدة نماذج اللغات الكبيرة في تطبيقات الهندسة الحيوية.

وصرح بريان هاي، عالم الأحياء الحسابي في ستانفورد، وكبير مؤلفي الدراسة، لمجلة Nature بأن "هذه هي المرة الأولى التي تتمكن فيها أنظمة الذكاء الاصطناعي من كتابة تسلسلات جينية متكاملة". وأضاف: "الخطوة التالية هي ابتكار حياة مولّدة بالذكاء الاصطناعي."

ومع ذلك، حذر المؤلف المشارك صامويل كينج من أن "الكثير من التطورات التجريبية يجب أن تحدث لتصميم كائن حي كامل".

لا تُعتبر الفيروسات كائنات حية بالكامل. يمكن اعتبارها بمثابة روبوتات جينية صغيرة مزعجة تخطف بيولوجيتنا لتتكاثر، حيث إنها لا تولد طاقتها الخاصة ولا يمكنها التكاثر بمفردها. إنها لا تتكون من خلايا، وتُدفع بمجموعة من التعليمات المبرمجة القاسية للتكاثر بأي ثمن. وبما أن جينوماتها بسيطة جدًا، فمن الأسهل التلاعب بها وهي أقل تعقيدًا ليقوم الإنسان أو الآلة بإعادة ابتكارها. تذكر أن الجينوم هو كل الحمض النووي DNA في الكائن الحي، وليس مجرد بضعة أشرطة.

في هذه الدراسة، استخدم الباحثون نموذجًا للذكاء الاصطناعي يُسمى Evo لتصور جينومات الفيروسات. وخلافًا لنماذج اللغات الكبيرة ذات الأغراض العامة، فقد تم تدريب Evo  خصيصًا على ملايين من جينومات العاثيات البكتيرية bacteriophage.

العاثية البكتيرية هي فيروس يصيب البكتيريا. وكنقطة انطلاق، اختار الباحثون عاثية تُسمى phiX174، التي تصيب سلالات من عائلة البكتيريا المعروفة باسم "إي كولاي E. coli. ووفقًا لمجلة Nature، بما أن phiX174 هي أول جينوم قائم على الحمض النووي يتم تسلسله، فهو فيروس دُرِس على نطاق واسع ومفهوم جيدًا، ويحتوي على حوالي 5,400 زوج قاعدي و11 جينًا فقط.

بعد فحص نموذج الذكاء الاصطناعي، توصل الفريق إلى 302 تصميم للفيروسات. ورأى الباحثون أن أفضل طريقة لاختبارها هي طباعة، أو تجميع، كل التصميمات كيميائيًا وإطلاقها على سلالات حقيقية من بكتيريا "إي كولاي".

نتائج مبهرة

أظهرت النتائج أن بعضًا من تلك التصميمات قد نجح بالفعل. فبمجرد إدخالها في الجراثيم التي كانت في انتظارها، نجحت 16 فيروسًا مصممًا بالذكاء الاصطناعي في إصابة مضيفاتها عن طريق إدخال حمضها النووي، واختطاف البكتيريا لبدء إنتاج نسخ من أنفسها، ثم الانفجار من جسم الخلية، مما أدى إلى قتلها.

قد لا يكون نجاح 16 فيروسًا من أصل 302 أعلى معدل، لكنه إنجاز ملحوظ بكل تأكيد. وبشكل عام، وجد الباحثون أن ابتكاراتهم التي صممها الذكاء الاصطناعي يمكنها قتل ثلاث سلالات مختلفة من بكتيريا "إي كولاي"، متفوقة في ذلك على عاثية (phiX174) الطبيعية.

كتب نيكو مكارتي، المهندس الحيوي السابق في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وإمبريال كوليدج لندن، في مجلة Asimov Press: "في كثير من الحالات، كانت الفيروسات أكثر قدرة على العدوى من فيروس phiX174 البري، على الرغم من احتوائها على تعديلات جينية رئيسية من غير المرجح أن يصممها إنسان بشكل عقلاني".

مخاوف أخلاقية 

بقدر ما تبدو النتائج واعدة، فإنها تثير أيضًا مخاوف أخلاقية كبيرة. وحذر الخبراء من أنه إذا كان نموذج الذكاء الاصطناعي يستطيع ابتكار عاثيات فاعلة، فإنه يمكن إساءة استخدامه لإنشاء أسلحة بيولوجية، أو حتى إنشاء فيروس خارج عن السيطرة عن غير قصد.

قال كريج فينتر، مؤسس معهد كريج فينتر، المعروف بعمله الرائد في ابتكار كائنات حية ذات حمض نووي صناعي، لمجلة MIT Technology Review: "أحد المجالات التي أحث فيها على توخي أقصى درجات الحذر هو أي بحث في تعزيز الفيروسات، خاصة عندما يكون عشوائيًا بحيث لا تعرف ما الذي ستحصل عليه. إذا قام شخص ما بهذا الأمر مع فيروس الجدري أو الجمرة الخبيثة، فسيكون لدي مخاوف شديدة".

ووفقًا لفينتر، فإن استخدام الذكاء الاصطناعي ليس جذريًا للغاية، بل هو "مجرد نسخة أسرع من التجارب القائمة على التجربة والخطأ".

ولكن حتى الآن، لم تُظهر نماذج الذكاء الاصطناعي إلا أنها يمكن أن تولد بعض تسلسلات الحمض النووي مثل تلك الموجودة في البروتينات. وبعض هذه الجينومات الجديدة المكتوبة بالذكاء الاصطناعي "مختلفة جدًا عن أي جينوم عاثية معروف لدرجة أنها ستُصنف تقنيًا على أنها نوع خاص بها"، وفقًا لمكارتي.

في المجمل، هذه هي المرة الأولى التي تنتج فيها التكنولوجيا جينومات كاملة تعمل بالفعل في العالم الحقيقي. وهذا أمر مهم للغاية، سواء كان جيدًا أو سيئًا.

وقال كينج لمجلة Nature: "كانت نتيجة مفاجئة للغاية ومثيرة بالنسبة لنا لأنها تظهر أن هذه الطريقة قد تكون مفيدة للغاية للعلاجات".