Các nhà khoa học lần đầu tiên dùng AI thiết kế thành công bộ gen virus, mở ra kỷ nguyên mới trong nghiên cứu sinh học tính toán và y học hiện đại.
Trí tuệ nhân tạo (AI) đang mở ra kỷ nguyên mới trong sinh học tính toán khi các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford và Viện Arc công bố một thành tựu mang tính đột phá, tạo ra bộ gen virus đầu tiên trên thế giới được thiết kế hoàn toàn bằng AI.
Theo công bố trên trang arcinstitute.org, nhóm đã sử dụng mô hình ngôn ngữ bộ gen có tên Evo, được huấn luyện trên hàng triệu dữ liệu bộ gen virus. Mục tiêu là tái thiết kế bộ gen của bacteriophage ΦX174, là loại virus nhỏ từng được giải trình tự đầy đủ năm 1977 và tổng hợp từ đầu vào năm 2003. Virus này có khả năng lây nhiễm vi khuẩn E. coli, với 5.386 ký tự DNA và 11 gen chồng chéo phức tạp.
AI đã tạo ra hàng nghìn bộ gen ứng viên. Sau nhiều vòng sàng lọc, các nhà khoa học tổng hợp hàng trăm thiết kế và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Kết quả, 16 virus mới hoạt động thành công, mang theo hàng trăm đột biến chưa từng tồn tại trong tự nhiên. Đáng chú ý, một số thiết kế còn mượn protein đóng gói DNA từ họ hàng xa, điều mà trước đây con người thử nghiệm nhiều lần nhưng đều thất bại.
Trong 302 thử nghiệm, AI đã chứng minh khả năng vượt trội khi các virus mới không chỉ nhân bản thành công mà còn vượt qua cả hàng phòng thủ tự nhiên của vi khuẩn, trong khi virus truyền thống nhanh chóng bị kháng lại. Kính hiển vi điện tử đông lạnh xác nhận những protein mới khớp hoàn hảo trong cấu trúc virus, cho thấy tính khả thi của thiết kế do AI tạo ra.
Thành tựu này đánh dấu bước chuyển từ đọc DNA (giải trình tự), đến viết DNA (tổng hợp) và giờ là thiết kế DNA. Nó mở ra tiềm năng ứng dụng AI trong việc phát triển liệu pháp y học, công nghệ sinh học và nghiên cứu tiến hóa.
Các nhà khoa học thừa nhận rằng thiết kế bộ gen là thử thách lớn, bởi đòi hỏi sự phối hợp phức tạp giữa nhiều gen, công tắc điều hòa và khả năng tiến hóa bền vững. Tuy vậy, kết quả lần này cho thấy AI có thể vượt qua những hạn chế vốn cản trở con người hàng thập kỷ.
Trong bối cảnh AI đang tái định hình giáo dục, sáng tạo và năng suất, bước tiến này cho thấy công nghệ có thể thúc đẩy những khám phá khoa học mang tính cách mạng.
Dù còn nhiều tranh luận về an toàn sinh học, nghiên cứu của Stanford và Arc đã ghi dấu một cột mốc lịch sử trong hành trình hợp nhất trí tuệ nhân tạo và sinh học.
