Yapay zeka, 500 milyon yıl sürecek evrimi saatler içinde tamamladı

Bilim insanları, doğada hiç var olmamış yepyeni bir proteinin tasarımını yapay zeka kullanarak oluşturdu. esmGFP adı verilen bu yapay protein, doğada kendiliğinden evrimleşseydi yaklaşık 500 milyon yıl alacaktı. Ancak gelişmiş dil modelleri sayesinde bu süreç saatler içinde tamamlandı. Dahası, bu yeni protein tıpkı bazı deniz canlıları gibi parlıyor.

ESM3: Evrimi hızlandıran yapay zeka

Çalışma, ünlü bilim dergisi Science’da yayımlandı. Araştırmacılar, protein evrimini hızlandırmak için ESM3 adlı gelişmiş bir yapay zeka modelinden yararlandı. Doğal evrimde, proteinler rastgele mutasyonlar ve doğal seçilim yoluyla şekilleniyor olsa da ESM3, 2,78 milyar bilinen proteinin verileriyle eğitilerek, sıfırdan tamamen yeni amino asit dizilimleri oluşturabiliyor.

Bu yöntemle geliştirilen esmGFP proteini, doğada bulunan en yakın yeşil floresan proteine (GFP) sadece yüzde 58 oranında benziyor. Yapay zeka, bu proteini oluştururken 96 farklı mutasyonu belirledi ve bilim insanlarına göre bu mutasyonların doğada rastlantısal olarak birikmesi yarım milyar yıl sürecekti.

Proteinler yaşamın yapı taşlarından biridir ve vücutta kas inşa etmek ve hastalıklarla savaşmak gibi çeşitli işlevleri yerine getirirler. Parlayan proteinler ise doğada bazı denizanası ve mercan türlerinde bulunuyor. Bilim insanları bu proteinleri genellikle mikroskobik biyobelirteçler olarak kullanıyor. Ancak esmGFP’nin geliştirilmesi, sadece biyolojiyi anlamak açısından değil, tıp ve çevre bilimlerinde de devrim niteliğinde olabilir.

Çalışmanın başında yer alan Alex Rives, geliştirdikleri yapay zeka modelinin doğal evrimin kısıtlamalarına bağlı kalmadan işlevsel proteinler yaratabildiğini belirtiyor. Rives ve ekibi daha önce Meta şirketinde çalışırken ESM3’ün öncül modellerini geliştirmiş, ardından EvolutionaryScale adlı şirketi kurarak araştırmalarını ilerletmişti.

Biyolojide devrim yaratabilir

Bu gelişme, kanser tedavisinden karbon yakalama teknolojilerine kadar geniş bir alanda potansiyel kullanım imkanı sunuyor. Ancak bazı bilim insanları, yapay zeka tarafından tasarlanan proteinlerin gerçek biyolojik ortamda nasıl çalışacağını tam olarak öngörmenin zor olduğunu belirtiyor. Zira proteinin tasarımı üretilmiş olsa da esmGFP, şimdilik sadece bir bilgisayar kodu olarak mevcut.

Bath Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Tiffany Taylor, yapay zekanın proteinleri sentezleme yeteneğini heyecan verici bulsa da, bu proteinlerin canlı organizmalar içindeki etkileşimlerinin karmaşıklığını hesaba katmanın zor olduğunu ifade ediyor.

Yine de, bu çalışma yapay zekanın biyoteknolojiyi dönüştürebilecek güce sahip olduğunu bir kez daha gösterdi. Gelecekte, yapay zeka destekli protein mühendisliği sayesinde yeni ilaçlar, çevreci biyoteknolojiler ve tamamen sentetik biyolojik sistemler geliştirmek mümkün olabilir.