AI Tái Thiết Kế Protein: Một Biên Giới Mới

AI không còn chỉ sản xuất mã, hình ảnh và bài hát nữa; bây giờ nó có thể tái thiết kế các protein bên trong các tế bào của bạn.

Trong một bài đăng trên blog của công ty, OpenAI đã thông báo rằng họ đã hợp tác với Retro Biosciences, một công ty khởi nghiệp về tuổi thọ ở Silicon Valley, để đào tạo một mô hình chuyên biệt gọi là GPT-4b micro. Khác với các chatbot mà bạn biết, mô hình này không được tinh chỉnh cho các câu đùa hay brainstorming. Thay vào đó, nó đã được đào tạo trên các chuỗi protein, văn bản sinh học và dữ liệu cấu trúc 3D để có thể đề xuất các biến thể hoàn toàn mới của các protein được sử dụng trong y học tái tạo.

Kết Quả Đáng Ngạc Nhiên

Kết quả thật đáng ngạc nhiên: GPT-4b micro đã thành công trong việc tái thiết kế hai trong số những Yamanaka factors nổi tiếng—các protein đã giành giải Nobel vì khả năng biến đổi tế bào trưởng thành trở lại thành tế bào gốc. Tế bào gốc là các tế bào đặc biệt có khả năng tự tái tạo (tái sinh) và phân hóa thành nhiều loại tế bào khác trong cơ thể. Chúng quan trọng vì chúng hoạt động như hệ thống sửa chữa của cơ thể.
em và nắm giữ tiềm năng lớn trong việc điều trị bệnh, tái tạo mô, và thậm chí đảo ngược một số khía cạnh của quá trình lão hóa.

Trong phòng thí nghiệm, các phiên bản được thiết kế bởi AI cho thấy sự biểu hiện của các chỉ thị tế bào gốc cao gấp 50 lần và sửa chữa DNA bị hư hại hiệu quả hơn so với các phiên bản gốc. Nói cách khác, chúng làm cho các tế bào già hoạt động trẻ trung hơn, nhanh hơn.

Tại sao điều này quan trọng

Các yếu tố Yamanaka là trung tâm của y học tái tạo, có tiềm năng điều trị mù lòa, tiểu đường, suy organ, và nhiều hơn nữa. Nhưng trên thực tế, chúng không hiệu quả—thường chỉ dưới 0,1% số tế bào chuyển đổi thành tế bào gốc, và quá trình này có thể mất vài tuần. Bằng cách tìm ra các biến thể làm tăng hiệu suất một cách đáng kể, AI có thể tăng tốc nghiên cứu tái lập trình tế bào lên nhiều năm, giảm bớt thử nghiệm và sai sót của công nghệ sinh học truyền thống.

Các tác động tiềm tàng

• Các công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực tuổi thọ có thể sử dụng protein được thiết kế bởi AI để trẻ hóa tế bào một cách an toàn và nhất quán hơn.
• Thời gian phát triển thuốc có thể rút ngắn lại nếu các mô hình như GPT-4b micro trở nên phổ biến.
  Kỹ sư protein theo yêu cầu.
• Sinh học tổng hợp có thể vượt qua “những gì tiến hóa đã trao tặng cho chúng ta” và bắt đầu khám phá những không gian thiết kế khổng lồ mà trước đây con người không thể điều hướng.

Những Đề Cao Lớn

Khoa học còn mới mẻ, và OpenAI thừa nhận đây là một bằng chứng về khái niệm. Thẩm định trong phòng thí nghiệm là một chuyện; chuyển sang các liệu pháp lâm sàng là chuyện khác. Kỹ thuật protein nổi tiếng với việc thất bại trong việc chuyển giao từ đĩa thí nghiệm sang cơ thể sinh vật, chưa nói tới con người.

Cũng có những lo ngại về an ninh sinh học – nếu AI có thể nhanh chóng thiết kế các protein mạnh mẽ, thì quyền lực đó có thể đi theo cả hai hướng. Câu trả lời của OpenAI là tính minh bạch: công việc với Retro đang được công bố công khai để người khác có thể tái tạo và phê bình.

Đối với OpenAI, điều này không chỉ là về một thí nghiệm; mà là về việc cho thấy rằng công cụ mô hình ngôn ngữ có thể được chuyển hướng để phục vụ cho việc khám phá khoa học.

“Khi các nhà nghiên cứu mang lại cái nhìn sâu sắc về lĩnh vực cho các mô hình của chúng tôi, những vấn đề từng mất nhiều năm mới giải quyết được có thể chuyển biến trong vài ngày,” Boris Power, người dẫn dắt các mối quan hệ nghiên cứu tại công ty cho biết.
Nếu đúng như vậy, thì AI sẽ không chỉ thay đổi cách chúng ta viết hoặc lập trình; nó có thể bắt đầu thay đổi những gì có nghĩa là lão hóa, chữa lành và tồn tại.