AI創造出自然界前所未有的新病毒,有人用這項技術搞破壞怎麼辦?

AI創造出自然界前所未有的新病毒,有人用這項技術搞破壞怎麼辦?
人類早就可以「製造」病毒,但是前不久,人類第一次「創造」出了病毒。更準確地說,是在AI幫助下,創造出了自然界中前所未有的新病毒。
以DNA病毒為例,它的遺傳物質和人類一樣:長長的DNA鏈條上排列著A、T、G、C四種鹼基。鹼基的排列順序決定了這種病毒的複製策略、選擇攻擊什麼宿主……肉麻點說,病毒之所以生而為病毒,全靠這串精密排列的字母序列。

按遺傳物質分類,病毒有很多種,比如雙鏈DNA病毒、單鏈DNA病毒、雙鏈RNA病毒……如果是RNA病毒,那麼主要看RNA上的A、U、G、C鹼基|SPL
上世紀70年代,基因測序技術出現,科學家由此可以讀取病毒的鹼基序列。這意味著,如果在實驗室將鹼基按照測序結果排列,就可以將特定病毒「複製」出來。
再往後,基因編輯技術出現,科學家不僅可以讀取病毒的鹼基序列,還可以進行一定修改。比如,刪掉病毒DNA上的致病基因,就可以使它在失去致病性的同時依然能被人體免疫系統識別出來,這樣,疫苗【相關閱讀:顯微鏡學家發表對四家疫苗公司的成分分析】就誕生了。

基因測序的結果圖,每個色塊代表了一個鹼基|網路
那麼人類可以在沒有任何參照的情況下,從無到有,通過排列鹼基創造出一條可行的病毒DNA鏈條嗎?很難!
這是因為DNA上的鹼基組合方式近乎無限。其中一些鹼基組成了DNA上的基因區域(負責指導合成蛋白質),更多鹼基組成了調控序列(決定每個基因什麼時候開啟、結束,誰先表達,誰后表達等),只有當基因和調控區域精密配合時才能讓病毒「存活」。
但人類對基因和調控區域如何配合的認識仍然有限,而且鹼基的排列組合趨近無窮,想要弄清幾乎是不可能完成的任務。

SPL
等等!尋找海量數據中的隱藏規律,這不正是AI擅長的事情嗎?!
於是,一支來自斯坦福大學和ARC研究所的團隊,決定讓AI大量閱讀病毒的DNA鹼基序列,從而找出人類難以發現的鹼基排列規律,破解病毒的「基因書寫語言」。
16種新病毒
在這項最近發表的研究中,研究人員使用了一款叫Evo的人工智慧大模型。Evo專門研究生命遺傳物質,當其他AI學習人類文本時,它閱讀的是各種生物的DNA和RNA。
實驗中,研究人員給Evo投餵了名為「Phi-X174噬菌體」的病毒,以及1.5萬個「Phi-X174噬菌體」的「近親病毒」,希望AI通過閱讀它們的DNA鹼基序列,找出那些共同存在的排列規律。

Phi-X174噬菌體的遺傳物質為單鏈DNA,呈環狀|Wikipedia
結果,Evo真的找到了,還按照這套邏輯輸出了70萬個新的病毒基因組。經過篩選,研究人員挑出了285個比較有潛力的方案,將其培養為真正的病毒,並接種到含有大腸桿菌的培養皿里——噬菌體是一種專門感染細菌的病毒。
接下來要做的就是靜候。如果培養皿中的大腸桿菌正常生長,說明新病毒失敗。如果培養皿中出現了透明小圓點,則說明病毒已經利用細菌進行自我繁殖並殺死了宿主,新病毒成功。
最終,16種新病毒成功問世。

AI創造的新病毒建模|資料[1]
這16種新病毒甚至「各有所長」:比如,其中幾種的繁殖速度比「Phi-X174噬菌體」本體還快;還有一種新病毒基因發生的變化,在演化上已經與本體相距甚遠,這意味著AI在短時間內完成了大自然需要數百萬年才能實現的進化。
更讓研究人員驚喜的是,他們發現如果把幾種新病毒混合起來,可以殺死已經產生耐藥性的大腸桿菌菌株。這可能為全球越來越嚴峻的抗藥性難題,提供新的解決方案。

這項研究發表于《科學》雜誌8月刊
會不會被用來製造恐怖事件?
當一些科學家對這項成就感到振奮時,另一些人則心生擔憂。

Evo由斯坦福大學進化設計實驗室主導開發|Stanford University
與這篇新研究一同刊發的另一篇文章寫道:「儘管它在應用生命科學領域充滿潛力,但也帶來了急迫的生物安全隱患。我們現在有了用生成式AI編寫病毒基因組的能力,卻沒有針對這項技術的監管。」
專家指出,如果有人通過非法手段竊取了致命病毒基因組,然後讓AI進行學習和創作,可能會製造出我們沒有抵禦能力的新病毒。更有人指出,這項技術會被別有用心之人拿來製造生物武器或另一場大流行病。

人們聯想到了「2001年美國炭疽郵件襲擊事件」,擔心AI生成病毒會導致類似事件|PBS
目前來看,這樣的擔心暫無必要。
首先,儘管這16種病毒前所未有,但它們都與「Phi-X174噬菌體」十分相似。也就是說,它們只能感染大腸桿菌,不能感染人類、動植物等真核生物。
其次,回顧整個實驗不難發現,AI生成的病毒基因組成功率不算高,在給出的70萬個方案中,只有16個成功。況且,「Phi-X174噬菌體」的基因組幾乎是自然界中最簡單的,而把基因組培養成病毒還要經過合成、測試等階段,這個過程同樣複雜。

越來越多科學家開始呼籲業界重視新技術可能帶來的潛在風險|University of Nevada
如果真有人想用病毒製造混亂,最簡單的方法還是利用基因編輯技術,對已知病毒進行修改,沒有必要大費周章地從頭開始手搓。
不過鑒於當今AI技術發展之快,人們的擔憂並非毫無道理。
想要防止擔憂成為現實,恐怕需要一個多層級的安全保障制度:比如加強基因庫的安保措施、對相關AI模型的輸入和輸出進行限制、實行更加負責任的科研審查評估,DNA合成機構也應該對客戶提交的序列進行篩查。

在訓練Evo的過程中,工作人員特意剔除了可以感染動植物和人類的病毒數據|網路
就像很多技術一樣,AI生成病毒基因組本身不分好壞,主要還是取決於人們怎麼使用它。
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