Největší AI v biologii umí napsat DNA na objednávku

Na konci února zveřejnili vědci zatím největší model umělé inteligence (AI) zaměřený na biologii. Podle odborného časopisu Nature je model Evo 2 vyvinutý na Stanfordově univerzitě přelomový: dokáže totiž od základu napsat celé genetické kódy chromozomů i menších genomů. A to není zdaleka všechno: objasnit by mohl například příčiny výskytu rakoviny.

AI model pojmenovaný Evo 2 je vědcům plně k dispozici zdarma na tomto webovém rozhraní, ale navíc si ho mohou kompletně stáhnout, aby si ho mohli upravit pro své potřeby. Spolupracovala na něm i technologická společnost Nvidia, která poskytla čipy potřebné k výcviku tak komplexní umělé inteligence, a vědci z ústavu Arc Institute.

Vědci nejprve museli model natrénovat, „dát mu vzdělání v oboru“ tak, aby byl schopný dělat to, co má. Tento trénink probíhal tak, že ho naučili genomy (tedy kompletní genetické informace) 128 tisíc druhů – od těch nejmenších jednobuněčných bakterií až po člověka. Ovládl tak informace o tom, z čeho se skládá život na Zemi.

Díky tomu už umí napsat celé chromozomy, a dokonce i malé genomy – tedy menší organismy. Dokáže ale také pochopit existující DNA, včetně obtížně interpretovatelných „nekódujících“ variant genů, které jsou často spojeny s nemocemi.

„Těšíme se na to, jak vědci a inženýři vytvoří tento obchod s aplikacemi pro biologii,“ řekl Patrick Hsu, bioinženýr z Arc Institute a Kalifornské univerzity v Berkeley, na tiskové konferenci, kde Evo 2 představil. Současně je model popsaný v odborném časopise, ale vědci se zatím neodvažují odhadovat, co všechno by mohla tato AI jejich oboru přinést. „Budeme muset zjistit, jak obstojí v nezávislých srovnávacích testech,“ konstatoval počítačový genomik Anshul Kundaje ze Stanfordovy univerzity v Palo Alto.

Jazyk genů

Popsat všechny možné kombinace genetického kódu je pro člověka nemožné – je jich zkrátka příliš mnoho. Miliardy možností jsou nad schopnosti lidského mozku, ale ne těch silikonových, tedy AI. Modelů, které se pokoušejí předvídat struktury bílkovin a na tom základě navrhovat nové, je více. Známý je ESM3 vyvinutý bývalými zaměstnanci společnosti Meta. Nový Evo 2 je ale mnohem komplexnější a obsáhlejší.

Na rozdíl od starších modelů byl totiž Evo 2 vycvičen na mnohem komplexnějších datech. Je bohatější zejména o takzvanou nekódující DNA. To jsou části, které řídí, jak se geny aktivují.

Evoluce zakódovala biologickou informaci do DNA a podobné nukleové kyseliny RNA a vytvořila vzory, které systém Evo 2 dokáže rozpoznat a využít. „Stejně jako svět zanechal svůj otisk v jazyce internetu, který se používá k trénování velkých jazykových modelů, evoluce zanechala svůj otisk v biologických sekvencích,“ říká spoluautor práce Brian Hie ze Stanfordovy univerzity. „Tyto vzorce, zdokonalované po miliony let, obsahují signály o tom, jak molekuly fungují a vzájemně se ovlivňují.“

Načítání...

Naděje i obavy

Model podle autorů vykazuje dostatečnou univerzálnost pro identifikaci genetických změn, které mají významný vliv na lidský život. Například při testech s variantami genu BRCA1, který souvisí s rakovinou prsu, dosáhl model Evo 2 více než devadesátiprocentní přesnosti při předpovídání, které mutace jsou benigní a které potenciálně patogenní. To by mohlo ušetřit nespočet hodin a dolarů na výzkum potřebný k provádění pokusů na buňkách nebo zvířatech, protože by se tak daly najít genetické příčiny lidských onemocnění a dal by se urychlit vývoj nových léků.

Kromě genetické analýzy by Evo 2 mohl být užitečný i pro konstrukci nových biologických nástrojů nebo léčebných postupů. Například „pokud máte genovou terapii, kterou chcete zapnout pouze v neuronech, abyste se vyhnuli vedlejším účinkům, nebo pouze v jaterních buňkách, mohli byste navrhnout genetický prvek, který je přístupný pouze v těchto konkrétních buňkách,“ uvedli autoři. „Tato přesná kontrola by mohla pomoci vyvinout cílenější léčbu s menšími vedlejšími účinky.“

A co rizika? Nabízí se třeba možnost analyzovat jedy nebo patogeny, aby tak kdokoliv s přístupem k internetu vyrobil jejich vylepšenou variantu. Právě proto vědci s ohledem na tato potenciální etická a bezpečnostní rizika vyloučili ze základního souboru dat modelu Evo 2 patogeny, které infikují člověka a další složité organismy, a současně zajistili, aby model nevracel produktivní odpovědi na dotazy týkající se těchto patogenů.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Archeologové našli v Plzni zbytky vojenského tábora s polní nemocnicí

Vůbec poprvé v Evropě se archeologům podařilo přesně lokalizovat a prozkoumat relikty vojenského tábora spojeného s polní nemocnicí. V plzeňském Borském parku odhalil tým Fakulty filozofické Západočeské univerzity v Plzni pozůstatky zázemí 109. evakuační nemocnice Armády Spojených států, která v roce 1945 hrála klíčovou roli při osvobození města. Mezi nálezy zaujme odznak U.S. Army Nurse Corps – symbol obětavosti amerických zdravotnic.
před 12 hhodinami

Břečka, nebo budoucnost? AI obrázky v sobě mají morbidní odér, říká expert

Reklamy na plakátech, titulní stránky časopisů, ale i lidskoprávní kampaně – to všechno lze vytvořit pomocí obrazových generátorů, které nahrazují práci kreativců, grafiků či fotografů. Jejich práci ale předtím bez souhlasu vytěžily, podotýká v rozhovoru pro ČT24 reklamní fotograf Adam Bartas. Vizuální kultura se podle něj nenávratně mění, což prý přinese i inflaci tohoto syntetického obsahu.
před 13 hhodinami

Trumpova administrativa zrušila program podporující neslyšící vědce

Programy podporující diverzitu ve vědě čelí odporu vlády amerického prezidenta Donalda Trumpa. Teď došlo i na ty, které pomáhaly talentovaným neslyšícím studentům.
8. 5. 2025

Odtahovaly raněné přímo z boje. Na východní frontě bojovaly i patnáctileté dívky

Obsluhovaly protiletadlová děla, zachraňovaly raněné vojáky přímo uprostřed boje, a dokonce ostřelovaly nepřítele – ženy, které za druhé světové války byly na východní frontě, se do bojů zapojily naplno. A bylo mezi nimi dokonce zhruba tisíc statečných Čechoslovaček. Do armády a přímo mezi svištící bomby a granáty některé vstupovaly dokonce už v 15 letech. A také ony musely mnohdy snášet obtěžování od sovětských vojáků. Jejich touha bojovat byla ale silnější – přesto stále zůstávají ve stínu mužů.
7. 5. 2025

Muž se nechal 200krát uštknout, aby vznikla nejúčinnější protilátka proti hadímu jedu

Hadí uštknutí ročně připraví o život až přes sto tisíc lidí. Vědci hledají už desetiletí univerzální protilátku, která by dokázala chránit proti více druhům těchto toxinů. Nyní to vypadá, že jsou na správné cestě.
7. 5. 2025

Zdivočelá země se vrací. Na temnou minulost republiky se zaměří výzkumný projekt

Nacistická a komunistická totalita zanechaly své stopy nejen na „velké scéně“ dějin Česka, ale také v krajině, v opuštěných továrnách, zaniklých vesnicích, pracovních táborech nebo na hřbitovech. Právě na tato místa v době kritických desetiletí dvacátého století se zaměří nový výzkumný projekt Zdivočelá země, který se svým názvem cíleně hlásí ke stejnojmennému románu i televiznímu seriálu České televize.
7. 5. 2025

Horské rostliny nemají kam ustoupit. Studie ukazuje, jak je zasáhne klimatická změna

Devět let studovali botanici rostlinku jménem řeřišnice Drummondova, která roste v horském prostředí. Nyní na základě výzkumu tvrdí, že mnoho horských rostlin se nedokáže dostatečně rychle přizpůsobit zvyšujícím se teplotám, aby přežily v podmínkách globálního oteplování.
7. 5. 2025

Východní parašutisté už za války připravovali Československo pro nástup komunistů

Parašutisty za války nevysílala do protektorátu jen exilová vláda z Londýna. Dostávali se na toto území i z Východu – z pověření nejen Československé vojenské mise, ale i komunistické strany nebo sovětské rozvědky. Kromě zpravodajských a sabotážních úkolů měli někteří parašutisté ke konci války také pomáhat zakládat národní výbory a připravovat půdu pro nástup komunistů k moci v Československu. O jejich osudech toho přitom stále příliš nevíme – také kvůli nedostupnosti ruských archivů i snaze ruského režimu účelově interpretovat historii.
7. 5. 2025
Načítání...