AI tạo ra 16 loại virus chưa từng có trong tự nhiên

Các nhà khoa học Mỹ tạo ra những virus đầu tiên từ bản thiết kế của trí tuệ nhân tạo, mở ra hy vọng cho các loại thuốc mới nhưng cũng gây lo ngại về tính an toàn của công nghệ.

Theo New York Times, trong nghiên cứu mới công bố hôm 6/8 trên tạp chí Science, các nhà khoa học tại Đại học Stanford và Viện Arc Institute, tổ chức nghiên cứu ở Palo Alto, California, huấn luyện trí tuệ nhân tạo (AI) nhận diện các mẫu cấu trúc ADN trong tự nhiên, sau đó sử dụng dữ liệu đó để viết công thức kiến tạo virus hoàn toàn mới.

Nhóm nghiên cứu sử dụng công thức của AI để tạo ra phân tử ADN, sau đó chèn vào vi khuẩn. Vi khuẩn đã chỉnh sửa này sinh ra những virus chưa từng thấy trong tự nhiên. Số virus này có khả năng lây nhiễm sang vi khuẩn khác, chứng tỏ chúng có khả năng sinh tồn.

Nhóm tác giả nghiên cứu dựa vào mô hình AI mang tên Evo do OpenAI phát triển. Thay vì huấn luyện mô hình bằng văn bản, họ huấn luyện nó qua chuỗi gene lấy từ hàng triệu động vật, thực vật, vi khuẩn và virus. Evo đã quét tổng cộng khoảng 9.000 tỷ nucleotide và nhận diện các mô hình chung trên khắp cây sự sống, sau đó sử dụng chúng để thiết kế những gene mới mã hóa protein.

Kết quả thu được khiến nhóm nghiên cứu tự hỏi, liệu Evo có thể tạo ra cả hệ gene hoàn chỉnh. Do ban đầu AI chỉ có thể xử lý hệ gene nhỏ, các nhà khoa học quyết định thử tạo ra virus. Trong khi hệ gene của con người chứa hơn 3 tỷ nucleotide, nhiều virus có hệ gene chỉ dài vài nghìn nucleotide.

Samuel King, nghiên cứu sinh tại Đại học Stanford đồng nghiệp cho Evo trải qua một vòng huấn luyện nữa trên 11 gene của virus Phi X-174 và khoảng 15.000 họ hàng gần nhất của nó. Họ chọn Phi X-174 vì virus này đã được giới khoa học nghiên cứu trong gần một thập kỷ. Nó chỉ ký sinh và tiêu diệt vi khuẩn E. Coli, do đó những virus tương tự sẽ an toàn.

Mô phỏng một virus tạo bởi mô hình AI. Ảnh: Samuel King

Theo Guardian, khi Evo đã quen thuộc với hệ gene của Phi X-174 và họ hàng của nó, nhóm nghiên cứu yêu cầu mô hình viết phiên bản virus mới. Evo tạo ra 700.000 phiên bản tiềm năng. Các nhà khoa học tạo ra phân tử ADN từ 285 trình tự mà Evo đề xuất. Khi những hệ gene đó sẵn sàng để thử nghiệm, King và đồng nghiệp chèn chúng vào vi khuẩn trên đĩa petri.

Trong nhiều đĩa, vi khuẩn phát triển bình thường nhưng ở một đĩa, các nhà nghiên cứu nhận thấy nhiều đốm rõ ràng xuất hiện trong lớp màng mờ của vi khuẩn, chứng tỏ virus đang nhân lên. ADN mà nhóm nghiên cứu chèn vào vi khuẩn đã tạo ra các vỏ protein chứa gene virus. Sau đó, virus chui ra khỏi tế bào, để lại các vỏ xác của vật chủ. Tổng cộng, nhóm của King phát hiện 16 hệ gene mà Evo thiết kế tạo ra virus mới có thể tồn tại được. Thậm chí, chúng còn hoạt động bền bỉ hơn loại tự nhiên, một số nhân lên nhanh hơn Phi X-174.

Các nhà khoa học sẽ cần tiến hành thêm nhiều thí nghiệm để tìm hiểu liệu Evo có tỷ lệ thành công tương tự hay không nếu nó huấn luyện trên nhóm virus khác. Nghiên cứu này mở ra tiềm năng sử dụng AI để tạo ra một số virus hữu ích cho y học và công nghệ sinh học. Tuy nhiên, theo BBC, kết quả nghiên cứu cũng dấy lên lo ngại AI có thể góp phần tạo ra một thế hệ vũ khí sinh học mới, từ chất độc chết người đến đại dịch khó ngăn chặn.

Tiến sĩ Thomas Inglesby và tiến sĩ Moritz Hanke ở Trung tâm An ninh Y tế tại Đại học Johns Hopkins nhận định, phát hiện này đặt ra "câu hỏi cấp bách về an toàn và an ninh sinh học". Theo họ, vấn đề là liệu có thể sử dụng thiết kế hệ gene virus mà không gây hại hay không.

Nhóm nghiên cứu cho biết họ đã thực hiện các biện pháp tối đa hóa an toàn. Họ loại trừ những virus có thể lây nhiễm sang sinh vật phức tạp khỏi cơ sở dữ liệu huấn luyện, thực hiện nghiên cứu trên virus thực khuẩn thay vì virus lây nhiễm sang người. Tất cả quá trình diễn ra trong phòng thí nghiệm an toàn.

An Khang tổng hợp