Penelitian yang dirilis 6 Agustus kemarin di jurnal “Science” mengungkapkan, bahwa para ilmuwan AS untuk pertama kalinya sukses menggunakan AI untuk menciptakan virus fungsional baru yang tidak ada di alam.
Sebuah studi baru yang dilakukan oleh para ilmuwan di Universitas Stanford dan Arc Institute di California, telah berhasil menggunakan AI untuk merancang virus yang sederhana, fungsional, dan belum pernah ada sebelumnya, berdasarkan informasi yang terkandung dalam sekuens genetik jutaan hewan, tumbuhan, mikroba, bakteri, dan virus yang ada di alam.
Terobosan ini diklaim akan membuka kemungkinan baru untuk memerangi resistensi bakteri. Namun, hal ini juga menimbulkan kekhawatiran lain tentang potensi penyalah-gunaan teknologi ini untuk merancang senjata biologis, yang dapat menimbulkan risiko biosekuriti yang serius.
Selama beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah mampu mensintesis virus dari awal. Virus-virus ini biasanya digunakan untuk mengembangkan dan mengevaluasi obat antivirus dan vaksin, serta untuk memperluas pemahaman kita tentang bagaimana mikroorganisme ini berperilaku.
Namun, produksi genom virus baru ini terutama bergantung pada replikasi patogen atau varian yang telah dikenal sebelumnya.
Para peneliti bekerja dengan “bakteriofag”, mikroorganisme yang dicirikan oleh genom yang relatif kecil, yang relatif mudah disintesis dan dimanipulasi dalam kondisi terkontrol.
Virus-virus ini diklaim hanya menginfeksi bakteri, menjadikannya sebagai alat dengan potensi bioteknologi yang sangat besar, dan alternatif yang menjanjikan untuk antibiotik dalam memerangi infeksi bakteri yang resisten.
Penciptaan virus-virus baru ini didasarkan pada Evo 1 dan Evo 2, model AI dasar yang dikembangkan untuk aplikasi biologi komputasional.
Kedua algoritma tersebut dilatih pada jutaan genom dari semua domain kehidupan, dengan tujuan mengidentifikasi dan mempelajari pola evolusi yang kompleks, termasuk bagaimana gen biasanya diorganisasi, urutan mana yang dilestarikan, dan kendala biologis yang memungkinkan suatu organisme untuk tetap berfungsi.
Desain eksperimental menggunakan bakteriofag Phi X-174, yang mampu menginfeksi bakteri Escherichia coli (E. coli) sebagai referensi.
Tujuannya diklaim bukan untuk mereproduksi virus ini, melainkan untuk menggunakannya semata-mata sebagai panduan bagi algoritma untuk menghasilkan ribuan genom baru yang sepenuhnya memiliki arsitektur genetik yang kompatibel dengan infeksi E. coli.
Dengan kata lain, virus yang berasal dari genom yang dibuat oleh AI itu akan mempertahankan organisasi fungsional yang penting untuk mengenali bakteri, memasukkan DNA mereka, mereplikasinya, menghasilkan partikel virus baru, dan merakitnya dengan benar.
Namun, sekuens DNA spesifiknya berbeda secara signifikan dari yang diamati pada bakteriofag yang terjadi secara alami.
16 Virus Baru Sukes Dibuat Dengan AI
Para ilmuwan kemudian mengevaluasi genom yang dihasilkan AI untuk memilih genom yang paling mungkin berfungsi, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti organisasi gen, keberadaan elemen pengatur, dan kriteria lain yang terinspirasi oleh biologi bakteriofag (bacteriophage) Phi X-174.
Seleksi ini menghasilkan sampel 300 genom, yang disintesis secara artifisial, molekul demi molekul, di laboratorium. Genom-genom tersebut kemudian dimasukkan ke dalam bakteri E. coli untuk menguji apakah mereka mampu menghasilkan virus fungsional.
Dari 300 genom yang disintesis, hanya 16 yang menghasilkan bakteriofag yang berfungsi penuh, dan menampilkan sekuen yang belum pernah dipublikasikan sebelumnya, gen yang berbeda, elemen pengatur baru, dan bahkan ukuran genom yang bervariasi. Perilaku virus-virus baru ini juga bervariasi, dimana beberapa virus mampu menginfeksi bakteri lebih cepat, yang lain menunjukkan kemampuan replikasi yang berbeda.
Penelitian yang diterbitkan minggu ini di jurnal Science itu, juga mengevaluasi kemampuan bakteriofag yang dihasilkan AI untuk melawan bakteri resisten.
Eksperimen tersebut melibatkan paparan campuran ‘faga’ yang dirancang AI, dan campuran faga alami yang mirip dengan Phi X-174 terhadap strain E. coli, yang telah mengembangkan resistensi terhadap virus tersebut.
Hasilnya menunjukkan bahwa virus yang dihasilkan AI mampu dengan cepat mengatasi resistensi bakteri dan menyebabkan infeksi.
Menurut para penulis jurnal itu, temuan ini menunjukkan “jalan menuju terapi faga yang dihasilkan kecerdasan buatan untuk melawan patogen bakteri yang berevolusi dengan cepat.”
Terapi faga (atau terapi fag/fagoterapi) adalah metode pengobatan infeksi bakteri menggunakan bakteriofag, yaitu virus alami yang secara spesifik menyerang dan membunuh bakteri.
Antara Solusi Vs Ancaman baru Umat Manusia
Penemuan ini membuka kemungkinan baru untuk mengatasi masalah resistensi bakteri yang semakin meningkat. Menurut para peneliti, pendekatan ini dapat memfasilitasi pengembangan pengobatan personal yang mampu berevolusi hampir pada tingkat yang sama dengan patogen itu sendiri.
Meskipun tonggak sejarah ini merupakan kemajuan signifikan bagi biomedis molekuler, hal ini juga menimbulkan kekhawatiran tentang potensi penyalahgunaan teknologi ini untuk mengembangkan, misalnya, penyakit baru, zat yang sangat beracun, atau patogen yang mampu memicu pandemi baru.
