เรื่องจริงไม่อิงนิยายวิทยาศาสตร์ ! ทีมวิจัยมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด (Stanford University) ได้ประกาศในเอกสารพิมพ์ล่วงหน้าซึ่งเผยแพร่ใน bioRxiv ว่าพวกเขาได้ใช้ AI เพื่อสร้างจีโนมของไวรัส “แบคเทอริโอเฟจ” (Bacteriophages) หรือ “เฟจ” (phage) ซึ่งติดเชื้อได้เฉพาะแบคทีเรียเท่านั้น ไม่สามารถติดเชื้อในมนุษย์หรือสัตว์อื่นใดได้ เพื่อนำมาฆ่าแบคทีเรีย ซึ่งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีครั้งนี้คาดว่าจะส่งผลดีกับมวลมนุษยชาติในอนาคตเป็นอย่างมาก

Dr. Brian L. Hie ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมี และหัวหน้าห้องปฏิบัติการออกแบบวิวัฒนาการ กล่าวว่า ความก้าวหน้าอย่างมากใน AI สำหรับชีววิทยาเกิดขึ้นแล้ว หลายคนอาจเคยใช้ ChatGPT หรือเครื่องมือ AI เชิงสร้างสรรค์อื่น ๆ โดยบอตเหล่านี้สามารถให้ข้อมูล-ความรู้ที่ดีได้ เนื่องจากโมเดลภาษาขนาดใหญ่ (LLM) ที่อยู่เบื้องหลังได้รับการฝึกฝนจากข้อมูลข้อความจำนวนมหาศาล ซึ่งโมเดลภาษา DNA ทำงานบนหลักการเดียวกัน แต่ได้รับการฝึกฝนจากข้อมูลทางพันธุกรรม ดังนั้นแทนที่จะให้คำตอบสำหรับคำถาม มันจึงสร้างลำดับดีเอ็นเอขึ้นมา

เราได้พัฒนาแบบจำลองที่เรียกว่า Evo 2 ซึ่งสามารถประมวลผลอินพุตของคู่เบสดีเอ็นเอได้มากถึง 1 ล้านคู่เบส จากนั้นทีมวิจัยได้นำเฟจชนิด ΦX174 มาเป็นแม่แบบทำการทดลอง โดยเฟจนี้มีจีโนมที่ประกอบด้วยคู่เบสมากกว่า 5,000 คู่เล็กน้อย นำมาศึกษาอย่างละเอียด อันจะทำให้เราเข้าใจพวกมันมากขึ้น (จีโนมของมนุษย์แต่ละคนมีมากกว่า3 พันล้านคู่เบส จีโนมทั้งหมดของเฟจอาจสั้นกว่ายีนของมนุษย์บางตัวด้วย)

โครงสร้างแบบจำลองของแบคเทอริโอเฟจ ΦX174 ภาพจาก : Fdardel

แล้วจีโนมสร้างโดย AI สร้างไวรัสได้อย่างไร ?

Dr. Brian เผยว่า ทีมวิจัยให้ AI สร้างจีโนมเฟจในรูปแบบต่าง ๆ จากนั้นนำมาทดสอบว่าผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าเชื่อถือหรือไม่ รวมถึงสิ่งที่ผลแสดงออกมานั้นเป็นลำดับจีโนมที่ถูกต้องหรือไม่

“งานวิจัยนี้ง่ายกว่าที่คิด” Dr. Brian กล่าว เนื่องจาก ถ้าจีโนมเฟจที่โมเดล AI สร้างขึ้นหาก “ถูกต้อง” จะทำให้การรวมพลาสมิด (plasmid โมเลกุลดีเอ็นเอวงกลมขนาดเล็กพบในแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอื่น ๆ) เข้ากับ “แบคทีเรียอีโคไล” จำนวนมาก เมื่อเราทำให้แบคทีเรียได้รับความร้อนจะทำให้ดีเอ็นเอแพร่กระจายภายในเซลล์ ซึ่งแบคทีเรียจะสามารถเปลี่ยนพลาสมิดให้เป็นโปรตีนได้ จากนั้น โปรตีนก็จะเริ่มประกอบตัวเองเป็น “เฟจ” โดยเราจะรู้ว่าสิ่งนี้จะได้ผลก็ต่อเมื่อ “เฟจ” ฆ่าแบคทีเรียทั้งหมดนั่นเอง

ในการศึกษานี้ ทีมวิจัยผลิต “แบคเทอริโอเฟจ” (Bacteriophages) มีชีวิตจำนวน 16 ชนิด โดยหลายชนิดพบว่ามีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ดีกว่า ΦX174 ดั้งเดิมที่ใช้สร้างแบบจำลองด้วย

“เทคโนโลยี” นี้ จะถูกนำไปใช้ในอนาคตอย่างไร ?

Dr. Brian กล่าวว่า ประเด็นสำคัญประการหนึ่งที่น่าสนใจคือการใช้ “เฟจ” ในการรักษาการติดเชื้อที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ ในเมื่อเฟจฆ่าแบคทีเรียได้ เราก็ควรใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้ เพื่อช่วยฆ่าแบคทีเรียที่กำลังฆ่าเรา

นอกจากนี้ การใช้ประโยชน์จาก AI และการควบคุมที่อนุญาตให้มีสำหรับการออกแบบทางชีววิทยาในอนาคต นักวิทยาศาสตร์จะสามารถผลิตเฟจ “ตามสั่ง” สำหรับการแพทย์เฉพาะบุคคล และเฟจสายพันธุ์ต่าง ๆ ที่ช่วยให้ผลการรักษาที่ดีขึ้นได้ แต่ทั้งนี้ ก็ยังมีอีกแง่มุมหนึ่งที่ต้องพิจารณาเช่นกัน นั่นคือ “ความปลอดภัยทางชีวภาพ”

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : biorxiv

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ครั้งแรกของโลก! จีโนมสร้างโดย AI ใช้สร้างไวรัสเพื่อฆ่าแบคทีเรีย