Onderzoekers van Stanford University en The Arc Institute in Californië hebben voor het eerst met kunstmatige intelligentie een virus ontworpen dat niet in de natuur voorkomt. Het gaat om een bacteriofaag, een klein virus dat alleen bacteriën infecteert en geen mensen, dieren of planten.
De onderzoekers gebruikten het openbare taalmodel Evo, dat is getraind met gegevens van bijna 9 biljoen DNA-bouwstenen uit meer dan 100.000 organismen. Om risico's te beperken, kreeg het model alleen genetische informatie over PhiX174, een bacteriofaag die één specifieke bacteriesoort infecteert, en enkele verwante virussen.
Het model maakte meer dan 700.000 genetische ontwerpen voor een nieuwe variant. De onderzoekers selecteerden de 285 meest kansrijke ontwerpen en bouwden die in het laboratorium in een bacterie in. Zestien ontwerpen bleken te werken: ze vormden bacteriofagen die bacteriën konden infecteren en zich daar vermenigvuldigden.
AI herkent genetische patronen
De resultaten laten zien dat AI verbanden in genetische code kan herkennen en daarmee nieuwe genomen kan ontwerpen. In één ontwerp combineerde het model een gen van een nauwelijks verwante bacteriofaag met de rest van het genoom. Sommige van de nieuwe virussen werkten even goed of beter dan natuurlijke bacteriofagen.
Biologen noemen de studie vooral een proof of concept. De gemaakte virussen zijn klein en eenvoudig. PhiX174 heeft ongeveer 11 genen en 15.000 nucleotiden, terwijl veel andere bacteriofagen aanzienlijk complexer zijn. Onderzoekers bestuderen bacteriofagen al langer als mogelijke behandeling tegen antibioticaresistente bacteriën, maar de varianten uit deze studie zijn nog geen medische therapie.
De ontwikkeling leidt wel tot zorgen over misbruik. Twee Amerikaanse bioveiligheidsexperts schrijven dat de mogelijkheid om virussen met AI te maken nu bestaat, terwijl regels om dat veilig te doen ontbreken. De studie roept onder meer de vraag op wie toegang krijgt tot genetische taalmodellen en hoe gevoelige gegevens moeten worden beschermd.
Frank van der Wilk, algemeen secretaris van de Nederlandse commissie Cogem, zegt dat de ontwikkeling sneller is gegaan dan verwacht. "Drie jaar geleden voorspelden we al dat dergelijke ontwikkelingen eraan zaten te komen, maar ik had niet verwacht dat we daar nú al zouden zijn." Cogem waarschuwde de regering dat de Nederlandse regels voor genetische modificatie mogelijk geen duidelijke bepalingen bevatten voor volledig nieuw ontworpen organismen.
Simone Harmsen, onderzoeker bij het Rathenau Instituut, wijst op het spanningsveld tussen open wetenschap en veiligheid. De onderzoekers maakten hun dataset openbaar, maar volgens haar kunnen toekomstige modellen mogelijk gevaarlijkere virussen ontwerpen. Het bouwen van een virus vereist nog steeds laboratoriumkennis, al kan AI dat proces volgens deskundigen in de toekomst eenvoudiger maken.
