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

Z rudého snu noční můra. Před sto lety zamířila do Kyrgyzie tisícovka Čechoslováků

Interhelpo bylo československé dělnické družstvo, které pomáhalo budovat socialismus v sovětském Kyrgyzstánu. Vzniklo v květnu 1923 a před sto lety, 29. března 1925, vyjel první transport jeho členů do tehdejší Kyrgyzie. Celkem tam dorazila asi tisícovka Čechů a Slováků a přestože se část z nich později stala oběťmi stalinských čistek, družstvo se významně podílelo na vybudování průmyslového potenciálu asijské republiky.
před 2 hhodinami

Před polednem nastane zatmění Slunce. Bude vidět i z Česka

V sobotu nastane částečné zatmění Slunce, které bude pozorovatelné i z Česka. Měsíc zakryje až 22 procent slunečního disku, přičemž nejvýraznější zatmění bude patrné na severozápadě Čech. Úkaz začne krátce před půl dvanáctou dopoledne a potrvá zhruba do jedné hodiny odpoledne. Půjde o jedno z nejlépe pozorovatelných zatmění v posledních letech, protože Slunce bude v době maxima vysoko nad obzorem, uvedl Pavel Suchan z České astronomické společnosti.
před 4 hhodinami

Nejstarší vanilku v Evropě našli vědci na Pražském hradě

Pražský hrad byl v době Rudolfa II. centrem evropské kultury, obchodu i umění. Dokládá to i nový objev přímo ve Vladislavském sále. Archeologové tam našli vůbec nejstarší důkaz o použití vanilky v Evropě.
před 17 hhodinami

Dva týdny extrémů. Světem se prohnala mimořádná vlna horka

Tropické noci v březnu, teploty vyšší oproti průměru až o sedm stupňů a pokoření stovek teplotních rekordů v Evropě i Asii. Uplynulá vlna veder byla mimořádná rozsahem i výkyvy teplot.
včera v 11:38

Zemětřesení v Asii mohlo připravit o život až sto tisíc lidí, ukazuje model

Zemětřesení, které zasáhlo v pátek jihovýchodní Asii, postihlo podle geologa a seismologa Aleše Špičáka nečekaně velkou oblast. V kombinaci s jeho silou to znamená velké materiální i lidské škody. Model Americké geologické služby zatím odhaduje očekávaná úmrtí na deset až sto tisíc. Pravděpodobnost, že počet obětí přesáhne sto tisíc, je v tuto chvíli dle modelu 22procentní.
včera v 11:06

Univerzity čelí špionážím ve výzkumu

S kybernetickými útoky, pokusy o krádež počítačů nebo špionáží ve výzkumu mají zkušenosti univerzity po celém světě, především ty technologické. Vysoké školy v Nizozemsku proto spolupracují s bezpečnostními experty, kteří jim radí, jak postupovat při zkoumání žádostí nebo například během cest do zahraničí. Zkušenost se špionáží mají i další evropské instituce.
včera v 07:40

Studii o údajné souvislosti mezi očkováním a autismem má vést muž označovaný za antivaxera

Přestože byla souvislost mezi očkováním dětí a autismem mnohokrát vyvrácena, rozhodla se vláda prezidenta USA Donalda Trumpa ještě jednou tento fenomén prozkoumat. Americká média teď informují o muži, který má kontroverzní výzkum vést.
27. 3. 2025

Český test umí odhalit rakovinu slinivky z kapky krve. Získal patent v USA

Česká metoda na odhalení rakoviny slinivky z krve získala patent ve Spojených státech. Vyvinuli ji vědci z Univerzity Pardubice, cesta k patentu jim trvala téměř pět let.
27. 3. 2025
Načítání...