Yapay zekâ bunu da yaptı! Biyolojide hudutları aştı, tabiatta bulunmayan virüsler üretti… Korkutucu bir dönüm noktası olabilir

Yapay zekâ bu sefer tıp ve biyogüvenlik istikrarlarını değiştirecek bir adım atarak tabiatta daha evvel hiç var olmamış canlı virüsler tasarladı. Science mecmuasında yayımlanan bu çalışma, bilim dünyasında hem büyük bir heyecan hem de haklı bir kaygı yarattı.

Sıfırdan virüs sentezlemek yahut bilinen bir virüsün genetik haritasını kopyalamak bilim insanlarının aşı ve ilaç araştırmaları için öteden beri uyguladığı bir yöntemdi. Ancak Stanford Üniversitesi ile Palo Alto’daki Arc Institute araştırmacılarının gerçekleştirdiği bu son deney, var olan genleri kopyalamanın çok ötesine geçiyor. Bilim insanları geliştirdikleri yapay zekâ modeline tabiattaki DNA yapısının kalıplarını ve lisan bilgisini öğreterek, modelin büsbütün sıfırdan, özgün virüs ‘tarifleri’ yazmasını sağladılar.

YAPAY ZEKÂYI NASIL EĞİTTİLER?

Araştırmada kullanılan ve Evo (Evo 1 ve Evo 2) ismi verilen genomik yapay zekâ modeli, çalışma prensibi bakımından OpenAI tarafından geliştirilen ChatGPT üzere büyük lisan modellerine büyük bir benzerlik gösteriyor.

ChatGPT, internetten ve kitaplardan taranan devasa metin dataları sayesinde bir cümlede hangi sözün oburunu takip edeceğini varsayım ederek mantıklı karşılıklar üretiyor. Tabiat da aslında emsal bir metin yapısına sahip. DNA dizilimleri; Adenin, Stozin (cytisine), Guanin ve Timin harflerini temsil eden A, C, G ve T nükleotidlerinin yan yana gelmesiyle oluşan devasa bir kitap üzeredir. Bu harflerin sıralaması, canlılığın devamı için gereken proteinlerin nasıl inşa edileceğini kodlar.

DNA’nın kendine has son derece sıkı bir lisan bilgisi kuralı vardır ve bu kurallardan biri ihlal edildiğinde ortaya biyolojik bir anlamsızlık çıkar. Biyologlar bu kuralların bir kısmını çözebilmiş olsa da büyük bir kısmı hâlâ gizemini koruyor.

Araştırmacılar, Evo’nun bu karmaşık lisan bilgisini kendi kendine öğrenip öğrenemeyeceğini görmek istedi. Modeli sözler yerine milyonlarca bitki, hayvan, mikrop ve virüsten alınan genetik datalarla eğittiler. Toplamda yaklaşık 9 trilyon nükleotidi tarayan Evo, ömür ağacındaki ortak kalıpları çözmeyi başardı. Tekil genlerin yapısını kavradıktan sonra sıra, tüm bir genomu düzenleyip düzenleyemeyeceğini test etmeye geldi.

DENEY SÜRECİ: TAM 16 CANLI YENİ VİRÜS ÜRETTİ

Yapay zekânın birinci etapta devasa genomları işleyemeyeceğini bilen bilim insanları, maksat olarak virüsleri seçti. İnsan genomu 3 milyardan fazla nükleotid içerirken, birçok virüsün genomu sırf birkaç bin nükleotidden oluşuyordu.

Araştırma ekibinde yer alan Stanford Üniversitesi doktora öğrencisi Samuel King ve arkadaşları, Evo’ya özel bir eğitim çeşidi daha verdiler. Modeli, bilim insanlarının yaklaşık bir asırdır çok yeterli bildiği ve yalnızca E. coli bakterisini enfekte eden Phi X-174 virüsü ile onun en yakın 15.000 akrabasının genetik dizilimleriyle eğittiler.

Evo, Phi X-174’ün yapısına büsbütün hâkim olduktan sonra araştırmacılar modelden yeni virüs versiyonları yazmasını istedi. Yapay zekâ tam 700.000 potansiyel genom taslağı üretti. Araştırmacılar bu taslaklar arasından muvaffakiyet talihi en yüksek görünen 285 adedini seçti ve laboratuvarda bunlara uygun DNA molekülleri sentezledi. Elde edilen yapay genomlar bakteri hücrelerinin içine yerleştirilerek petri kaplarına yayıldı.

İlk başlarda petri kaplarının birçoklarında bakteriler problemsiz bir halde büyümeye devam etti, bu da yapay zekânın ürettiği genomların başarısız olduğu manasına geliyordu. Fakat saatler sonra araştırmacılar heyecan verici bir gelişmeye şahit oldu. Bulanık bakteri katmanının üzerinde net, şeffaf noktalar belirmeye başladı.

Bu durum, virüslerin bakterilerin içine girip çoğaldığının ve hücre zarlarını patlatarak dışarı çıktığının kesin bir ispatıydı. Testler tamamlandığında, Evo tarafından tasarlanan genomlardan 16 adedinin tam manasıyla canlı, fonksiyonel ve dirençli virüsler ürettiği katılaştı. Hatta bu yapay virüslerin kimileri, tabiattaki yepyeni Phi X-174 virüsünden bile daha süratli çoğalıyordu.

TIBBİ FIRSATLAR VE İLACA DİRENÇLİ BAKTERİ TEHDİDİ

Çalışmada yer almayan uzmanlar, üretken yapay zekânın birinci defa bir virüsü yine tasarlamak için kullanılmasını biyoteknolojide ihtilal niteliğinde bir muvaffakiyet olarak yorumluyor. Bu teknolojinin insan sıhhati açısından sunabileceği potansiyel yararlar epey büyük.

Dünya Sağlık Örgütü bilgilerine nazaran her yıl milyonlarca insan, mevcut antibiyotiklerin etki etmediği ilaca dirençli harika bakteriler sebebiyle hayatını kaybediyor. Yapay zekâ sayesinde tam da bu dirençli bakterileri maksat alıp yok edecek ‘tasarım virüsler’ (bakteriyofajlar) geliştirilebilir.

Ayrıca tıp dünyasında virüsler kıymetli birer taşıyıcı teknoloji olarak kullanılır. Genetik rahatsızlığı olan hastaları tedavi etmek emeliyle, güzelleştirici genler virüslere yüklenerek insan hücrelerine iletilir. Yapay zekâ, bu cins gen tedavilerinde çok daha inançlı ve tesirli taşıyıcı virüsler tasarlanmasına imkân sağlayabilir.

BİYOGÜVENLİK ALARMI VE DÜZENLEME BOŞLUKLARI

Tıbbi ümitlerin yanında, yapay zekânın bu gücü biyogüvenlik uzmanlarını dehşete düşüren senaryoları da beraberinde getiriyor. Gelecekte berbat niyetli bir kişinin emsal bir genomik lisan modeline başvurarak “Bana aşıları ve doğal bağışıklığı aşabilen, Covid üzere süratli yayılan yahut insanı öldürecek kadar tehlikeli bir grip genomu tasarla” deme ihtimali en büyük endişe kaynağı.

Stanford takımı bu tehlikelerin şuurunda olarak son derece sıkı güvenlik tedbirleri aldı. Evo modeli eğitilirken insanları, hayvanları, bitkileri ve mantarları enfekte eden virüslere ilişkin datalar sisteme katiyetle dahil edilmedi. Böylelikle modelin insan sıhhatini tehdit edebilecek bir genom üretmesinin önüne geçildi.

Üstelik insanları enfekte eden virüsler, bakteriyofajlara kıyasla katbekat daha büyük ve karmaşık bir yapıya sahip. Araştırmacılardan Brian Hie, günümüzde berbat niyetli bir aktörün ziyan vermek istemesi halinde yapay zekâya başvurmak yerine esasen tabiatta var olan %100 ölümcül patojenleri kullanmasının çok daha kolay olduğunu vurguladı.

Ancak uzmanlar, bilim baş döndürücü bir süratle ilerlerken hükümetlerin ve denetçi kurumların yasal çerçeve oluşturmada çok geride kaldığı ihtarında bulunuyor. ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) üzere kurumlar biyolojik casusların ziyanlı hale getirilmesini yasaklayan siyasetler yayınlasa da yapay zekâ ile bilgisayar ortamında sıfırdan virüs DNA’sı tasarlama çalışmaları şimdi net bir yasal kısıtlamaya tabi değil.

Çiçek hastalığı üzere bilinen bir virüsün tehlikesini ölçmek kolayken, yapay zekâ tarafından üretilen ve tabiatta daha evvel hiç karşılaşılmamış büsbütün yeni bir genetik dizilimin ne kadar büyük bir risk taşıdığını öngörmek biyogüvenlik dünyası için çözülmesi gereken en büyük soru işareti olarak duruyor.