О будућности врста: стварање живота помоћу вештачке биолошке интелигенције Адриан Воолфсон Блумсбери (2026)
Биологија пролази кроз трансформацију. После векова проучавања живота како се природно развија, истраживачи сада користе комбинацију рачунарства и инжењеринга генома да интервенишу, генеришући нове протеине, па чак и читаве бактерије од нуле. Коришћење алата вештачке интелигенције за дизајнирање биолошких компоненти, приступ познат као генеративна биологија, требало би да појача ову област истраживања. Само прошле године, научници су користили дизајн уз помоћ вештачке интелигенције за производњу вештачких гена који се могу експримирати у ћелијама сисара и, по први пут, коришћен је АИ програм за стварање потпуно синтетичког вируса.
Нова визија о томе како еволуција функционише одавно је закаснила
Овај приступ је много више од само низа техничких подвига. То би могло да промени начин на који се развија живот на Земљи, као што описује биохемичар Адријан Вулфсон у својој најновијој књизи. О будућности врста пружа свеобухватан приказ историје и науке иза ове трансформационе технологије, од првих напора за секвенцирање гена до успона техника које покреће вештачка интелигенција. Његова визија о томе шта биологија постаје даје књизи кохерентност која понекад недостаје широким прегледима синтетичке биологије, који често представљају само актуелну науку.
Једна од централних тема у Вулфсоновој књизи је да, захваљујући компјутерским алатима, животни обрасци (било редослед којим су гени распоређени на хромозомима или физичке особине које су кодиране гени) постају све предвидљивији и којима се може манипулисати. Ово чини истраживачима све лакшим да се баве ДНК организма како би постигли жељени резултат – било да се ради о исправљању мутације која изазива болест, дизајнирању протеина који никада нису постојали у природи или инжењеринг организама који могу да очисте загађење.
Храбри нови свет
АИ системи могу редизајнирати геноме ин силицо као да су софтвер, који преуређује базе попут кода. Ови програми користе моделирање да предвиде како се секвенца гена односи на структуру протеина који кодира, а самим тим и на функцију протеина. Они такође могу покренути симулације како би тестирали како би се редизајнирани геном могао понашати.
Време је да признамо да гени нису план за живот
Једног дана, теоретизира Вулфсон, дизајн генома уз помоћ вештачке интелигенције могао би омогућити научницима да направе компјутерски систем који он назива каталогом врста. Ово спремиште би садржало све информације потребне за дизајнирање читавог низа могућих облика живота. Такав каталог би омогућио истраживачима да створе организме за одређену сврху, као што је производња иновативних лекова и стварање усева отпорних на штеточине како би се елиминисала потреба за пестицидима у пољопривреди.
На крају, примећује Вулфсон, истраживачи се надају да ће постићи оно што он назива вештачком биолошком интелигенцијом – моделе који могу да предложе потпуне, функционалне геноме од нуле. Ипак, постоје многа ограничења која спречавају тренутне моделе да то постигну. Као прво, још увек је фрустрирајуће тешко предвидети како експресија сваког појединачног гена утиче на експресију других. Штавише, развој организма зависи од контекста и стога га је тешко консолидовати у уредан алгоритам. Ларве пчела могу се развити у радилице или матице у зависности од исхране, на пример, а људи уче да говоре са акцентом својих родитеља и вршњака. Ниједна од ових карактеристика се не може предвидети компјутерским моделима.
А онда, наравно, ту су и изазови који долазе са стварном изградњом организма у лабораторији. Само зато што је могуће дизајнирати геном једнорога не значи да ће људи моћи да га јашу. Пројекат синтетичког генома квасца, који је започео 2006. године, илуструје неке од ових потешкоћа. Геном је модификована верзија природног квасца, Саццхаромицес церевисиаеса подешавањима за уклањање небитних генетских региона и олакшавање физичког мешања делова генома, између осталог. Али састављање синтетичких хромозома је било радно интензиван посао, а последњих неколико је завршено 2025. Штавише, ДНК произведена конвенционално се кондензује како се ствара тако да се уклапа у језгро; тешко је ретроспективно убацити целе хромозоме у ћелију. Истраживачи који су укључени још увек раде на овом последњем проблему.
Једном изумрла, јединствена констелација особина које врста носи никада се не може поновити.Заслуге: Францесцо Риццардо Иацомино/Гетти
Још једна сложеност је како еволуција ограничава могуће путеве којима се организам може развити, као што показује вишедеценијски експеримент. Од 1988. истраживачи су пратили како културе Есцхерицхиа цоли бактерије држане у идентичним условима еволуирале су током много година. Већина бактеријских култура је постепено акумулирала генетске мутације да би ефикасније метаболизирала глукозу у својој сировини. Али 2003. године, једна култура је изненадила истраживаче еволуцијом да уместо тога у потпуности метаболише други молекул: цитрат. Ова промена је захтевала умножавање гена и преобликовање читавих метаболичких програма. Вероватно је то било уписано у судбину соја у раној фази експеримента, када се догодила прва од ових мутација, што је овај сој послало низ различит еволуциони пут од осталих.
Ово показује, упозорава Вулфсон, како би мале измене генома данас могле довести до неповратне биолошке будућности. Неки избори, једном направљени, елиминишу друге опције. Ако истраживачи желе да слободно дизајнирају врсте, морају да пазе на ове једносмерне улице. На пример, ако научници уређују пут биосинтезе јер мисле да то није неопходно, свим будућим организмима из те лозе то ће недостајати. Превише уређивања генома може створити организме који не могу еволуирати, или бити еволуирани, као одговор на промену окружења.
