پژوهشگران در سالهای اخیر موفق شدهاند ژنوم کامل برخی موجودات ساده را بهصورت مصنوعی بسازند. اکنون با ظهور مدلهای هوش مصنوعی که میتوانند توالیهای DNA را «بخوانند» و حتی «بنویسند»، پرسش تازهای مطرح شده است: آیا هوش مصنوعی میتواند روزی موجودات زنده کاملاً جدید طراحی کند؟
مطالعهای که چهارم مارس در نشریه Nature منتشر شد، نشان میدهد چنین امکانی—دستکم از نظر نظری—در حال نزدیکتر شدن است، هرچند هنوز فاصله قابل توجهی تا تحقق آن وجود دارد.
از ژنوم مصنوعی تا طراحی با هوش مصنوعی
ریشه این مسیر به بیش از یک دهه پیش بازمیگردد. در سال ۲۰۰۸ پژوهشگران موفق شدند ژنوم کامل باکتری Mycoplasma genitalium را که حدود ۵۸۰ هزار «حرف» DNA دارد، بهطور شیمیایی سنتز کنند. در پژوهشهای بعدی، نسخههای مصنوعی چنین ژنومهایی در سلولها قرار داده شد و سلول توانست با آن ژنوم کار کند؛ آزمایشی که برخی دانشمندان آن را نخستین نمونه «زندگی مصنوعی» میدانند.
اما آن پروژهها بیشتر بر بازسازی ژنومهای موجود در طبیعت تکیه داشتند. اکنون مدلهای هوش مصنوعی میتوانند پا را فراتر بگذارند و ژنومهایی طراحی کنند که لزوماً نسخه مستقیم موجودات طبیعی نیستند.
مدل زبانی DNA
در پژوهش جدید، تیمی از دانشمندان از مدلی به نام Evo 2 استفاده کردهاند؛ یک «مدل زبانی DNA» که با تریلیونها حرف ژنتیکی از موجودات سراسر درخت حیات آموزش دیده است. چنین مدلهایی مشابه مدلهای زبانی در هوش مصنوعی هستند، با این تفاوت که بهجای متن انسانی، توالیهای زیستی را تحلیل میکنند.
این مدل توانست چندین ژنوم طراحی کند، از جمله ژنومی الهامگرفته از M. genitalium، ژنوم میتوکندری انسان و حتی یک کروموزوم مخمر.
برای دانشمندانی که سالها در حوزه ژنوم مصنوعی کار کردهاند، چنین تواناییهایی نقطه عطف محسوب میشود. پاتریک ییژی کای، مهندس ژنوم در دانشگاه منچستر، میگوید این مدلها برای زیستفناوری همان چیزی هستند که ChatGPT برای پردازش زبان طبیعی بود: ابزاری که امکان نوشتن چیزهایی را فراهم میکند که پیشتر در طبیعت وجود نداشتهاند.
آزمایشهای اولیه
پیش از این نیز نسخههای ابتدایی مدل Evo برای طراحی ژنوم ویروسهایی به نام فاژ (ویروسهای آلودهکننده باکتری) استفاده شده بود. پژوهشگران در سال ۲۰۲۵ ژنومهای مصنوعی این ویروسها را طراحی کردند و آنها را در باکتری E. coli وارد کردند.
از میان ۲۸۵ طراحی مختلف، ۱۶ مورد واقعاً کار کردند و ویروسهایی تولید کردند که قادر به نابود کردن باکتری بودند.
این نتیجه نشان داد که هوش مصنوعی میتواند توالیهای ژنتیکی «کارآمد» طراحی کند—اما هنوز با طراحی یک موجود زنده کامل فاصله زیادی دارد.
چرا ساخت زندگی هنوز دور از دسترس است؟
ژنوم ویروسها بسیار کوچک است و تنها چند ژن دارند. در مقابل، حتی سادهترین باکتریها صدها ژن و شبکهای پیچیده از تعاملات زیستی دارند.
در مطالعه جدید، مدل Evo2 ژنومی طراحی کرده که شبیه M. genitalium است. شبیهسازیهای رایانهای نشان میدهد حدود ۷۰ درصد ژنها در این طراحی واقعبینانه به نظر میرسند.
اما این درصد برای ساخت زندگی کافی نیست.
به گفته نیکو کلاسنس، زیستشناس سنتتیک در دانشگاه واخنینگن هلند، اگر حتی یک ژن حیاتی در ژنوم وجود نداشته باشد یا اشتباه مدلسازی شده باشد، کل سیستم کار نخواهد کرد. به بیان ساده، نمیتوان «۷۰ درصد یک موجود زنده» طراحی کرد.
علاوه بر این، ترتیب ژنها در ژنوم نیز اهمیت دارد. حتی اگر همه ژنهای ضروری وجود داشته باشند، نحوه سازماندهی آنها میتواند تعیین کند که سلول بتواند از آن ژنوم استفاده کند یا نه.
چالش بعدی: آزمایش در دنیای واقعی
حتی اگر یک ژنوم در رایانه منطقی به نظر برسد، مرحله بعدی بسیار دشوار است: ساخت واقعی آن DNA و آزمایش آن در سلول.
ساخت ژنومهای بزرگ، پرهزینه و زمانبر است و نیاز به آزمایشهای گسترده دارد. بنابراین، بسیاری از پژوهشگران میگویند بزرگترین مانع نه طراحی رایانهای بلکه آزمایش تجربی در مقیاس بزرگ است.
آیا زندگی مصنوعی با هوش مصنوعی نزدیک است؟
اکثر متخصصان معتقدند هنوز فاصله قابل توجهی تا ساخت یک موجود زنده کاملاً طراحیشده توسط هوش مصنوعی وجود دارد. با این حال، پیشرفتهای اخیر نشان میدهد که ابزارهای محاسباتی میتوانند به سرعت روند طراحی ژنوم را تغییر دهند.
آنچه زمانی هدفی بسیار بلندپروازانه به نظر میرسید—نوشتن ژنوم کامل از صفر—اکنون به یک امکان علمی قابل تصور تبدیل شده است.
پرسش اصلی دیگر این نیست که آیا چنین چیزی ممکن است، بلکه این است که چه زمانی و با چه پیامدهایی.
