Tag: Bioinžinerija

  • „Colossal Biosciences“ dirbtiniame kiaušinyje išperino moa jauniklius: ką tai reiškia gamtai

    JAV biotechnologijų bendrovė „Colossal Biosciences“ pranešė, kad jos sukurtoje dirbtinio kiaušinio sistemoje išsirito pirmieji moa jaunikliai. Moa buvo milžiniški, neskraidantys Naujosios Zelandijos paukščiai, išnykę maždaug prieš kelis šimtus metų, daugiausia dėl intensyvios medžioklės.

    Pasak bendrovės, iš dirbtinių kiaušinių išsirito 26 gyvybingi jaunikliai, o jų vystymasis stebimas nuo ankstyvų embriono stadijų iki išsiritimo. Šis etapas laikomas bandymu parodyti, kad inžinerinė inkubavimo sistema gali atkartoti natūralias kiaušinio sąlygas ir užtikrinti normalų paukščio vystymąsi.

    „Colossal Biosciences“ teigia sukūrusi platformą, kurioje embrioną supa bioinžinerinė silikoninė membrana, įmontuota į standžią išorinę struktūrą. Membrana turėtų imituoti kiaušinio lukšto dujų apykaitą, kai embrionas gauna deguonį ir tuo pačiu reguliuojamas drėgmės bei dujų judėjimas.

    Sistemoje taip pat palaikoma stabili temperatūra ir valdoma inkubacijos aplinka, kad ji kuo labiau atitiktų natūralų kiaušinį. Bendrovė pabrėžia, kad toks metodas ypač aktualus labai dideliems paukščiams, kurių kiaušinių dydžio ir lukšto savybių praktiškai neįmanoma patikimai atkartoti tradiciniais būdais.

    Moa buvo vieni didžiausių kada nors gyvenusių neskraidančių paukščių, kai kurių rūšių individai, kaip teigiama mokslinėje literatūroje, galėjo siekti apie 3,5 metro aukštį. Bendrovė nurodo, kad moa kiaušinis galėjo būti maždaug futbolo kamuolio dydžio, todėl natūrali „surogatinė“ inkubacija, pasitelkiant šiuolaikinius paukščius, yra itin komplikuota.

    Artimiausiais šiandien gyvenančiais giminaičiais dažnai minimi stambūs neskraidantys paukščiai, pavyzdžiui, emu, tačiau jų kiaušiniai yra gerokai mažesni. Dėl šios priežasties dirbtinio kiaušinio technologija pristatoma kaip būdas apeiti biologinius apribojimus, susijusius su kiaušinio dydžiu ir vystymosi aplinka.

    Bendrovė aiškina, kad technologija gali būti pritaikoma ne tik išnykusių, bet ir nykstančių paukščių rūšių apsaugai, kai natūrali reprodukcija tampa sudėtinga dėl ligų, buveinių nykimo ar per mažos populiacijos. Tokiu atveju dirbtinis inkubavimas teoriškai galėtų padėti padidinti jauniklių išgyvenamumą ir tiksliau kontroliuoti inkubacijos sąlygas.

    Vis dėlto tokie projektai neišvengiamai kelia diskusijų apie bioetiką, gyvūnų gerovę ir praktinę naudą. Gamtosaugos specialistai dažnai pabrėžia, kad net ir sėkmingai „grąžinta“ rūšis nebus tvari be tinkamos buveinės, o svarbiausios investicijos ilgainiui vis tiek tenka ekosistemų apsaugai ir invazinių rūšių kontrolei.

    „Mums išsirito 26 jaunikliai, ir mes stebime šiuos paukščius jiems augant“, – sakė „Colossal Biosciences“ vadovas ir vienas iš įkūrėjų Benas Lamm.

    „Dirbtinio kiaušinio technologija sukurta taip, kad tiksliai atkartotų natūralaus kiaušinio sąlygas ir leistų išauginti sveikus individus su normaliu vystymusi“, – sakė Benas Lamm.

    „Colossal Biosciences“ teigimu, kitas projekto etapas yra aukštos kokybės moa genomų rekonstrukcija, remiantis senovinės DNR duomenimis, ir tikslinių požymių perkėlimas į artimai giminingas šiandien gyvenančias rūšis. Bendrovė nurodo, kad dar vyksta darbas, skirtas surinkti ir sulyginti kelių moa rūšių genominius duomenis.

    Projektą, kaip skelbiama, remia ir Naujosios Zelandijos išnykusių paukščių istorija besidomintys privatūs rėmėjai, tarp jų minimas kino režisierius Peteris Jacksonas. Jo įsitraukimas suteikė projektui papildomo viešumo, tačiau galutinis vertinimas priklausys nuo to, ar technologija bus saugi, pakartojama ir turės aiškią gamtosauginę prasmę.

  • DI generatoriai jau kuria mirtinus nuodus: Kinijos proveržis išgąsdino mokslininkus visame pasaulyje

    DI generatoriai jau kuria mirtinus nuodus: Kinijos proveržis išgąsdino mokslininkus visame pasaulyje

    Dirbtinio intelekto proveržis molekulinėje biologijoje žada greitesnį vaistų kūrimą, tačiau kartu didina ir biologinio saugumo rizikas. Pastaruoju metu mokslininkų bendruomenėje daug diskusijų sukėlė Kinijoje sukurta sistema, galinti projektuoti ypač pavojingas toksines baltymų molekules.

    Tarptautinį dėmesį patraukė tyrėjų darbas Chongqing universitete, kur sukurta DI priemonė skirta konotoksinų dizainui. Konotoksinai yra jūrinių kūginių sraigių nuoduose aptinkami baltymai, galintys paveikti nervų sistemą, o dalis jų laikomi potencialiais skausmo gydymo kandidatų prototipais.

    Vis dėlto būtent šių medžiagų dvilypumas kelia nerimą: natūralūs analogai gali būti mirtinai pavojingi, o kai kurioms jų rūšims nėra lengvai pritaikomų priešnuodžių. Ekspertai pabrėžia, kad skaitmeninis molekulės dizainas pats savaime dar nereiškia ginklo, tačiau jis gali sutrumpinti kelią nuo idėjos iki realaus sintezės užsakymo laboratorijai.

    „Teoriškai kažkas dabar galėtų kurti toksinus, prilygstančius ricinui ar kitiems mirtiniems agentams, ir jie būtų praktiškai sunkiai aptinkami“, – sakė Ciuricho universiteto struktūrinės biologijos mokslininkas Martinas Pacesa.

    Biologinio saugumo diskusijoje išskiriamos dvi kryptys. Pirmoji susijusi su tuo, kad plačiai prieinami pokalbių robotai gali padėti nepatyrusiems asmenims ieškoti informacijos apie žinomus patogenus ir toksinus, nors praktinis įgyvendinimas reikalauja įgūdžių. Antroji, rimtesnė, apima galimybę gerai finansuojamoms grupėms ar valstybėms kurti specializuotus modelius be etinių ribotuvų ir siekti visiškai naujų, sintetinės kilmės grėsmių.

    Šiame kontekste akcentuojama, kad tokie darbai nebūtinai remiasi viešais įrankiais, kaip „ChatGPT“, „Gemini“ ar „Claude“, nes tyrėjai gali sukurti nuosavas sistemas. Tai apsunkina vien tik platformų lygmens kontrolę, nes rizikingos funkcijos gali būti perkeltos į uždaras, lokaliai veikiančias infrastruktūras.

    Vertinant virusų scenarijus, ekspertų išvados nėra vienareikšmės. Viena vertus, baiminamasi, kad DI galėtų padėti modifikuoti tokius virusus kaip SARS-CoV-2 ar gripo virusai, kad jie efektyviau apeitų žmogaus imunitetą. Kita vertus, naujesnės analizės pabrėžia, kad vis dar egzistuoja didelės techninės kliūtys, tarp jų ir ribotos žinios, kaip genetinės sekos pokyčiai patikimai virsta savybėmis, pavyzdžiui, užkrečiamumu.

    „Jei norite sukelti žalą dideliu mastu, jums nereikia specialiai sukurtų baltymų“, – sakė University of Washington mokslininkas Davidas Bakeris.

    Praktinėje rizikų valdymo pusėje svarbi grandis yra komercinė genų sintezė. Tarptautinės įmonės ir jų konsorciumai jau dabar taiko užsakymų patikrą, siekdami aptikti žinomų patogenų ar toksinų sekas. Tačiau kelių tyrimų išvada tokia: DI gali padėti sukurti pakankamai modifikuotus analogus, kurie išlieka funkcionalūs, bet praslysta pro tradicines aptikimo taisykles.

    Vienas siūlomų atsakų yra vadinamieji modelių sargai, tai yra papildomi saugos sluoksniai, kurie atpažįsta ir blokuoja užklausas apie biologinį ginklą ar rizikingus sintezės veiksmus. Kitas kelias apima griežtesnį pačios sintezės rinkos reguliavimą, kad užsakymų patikra taptų privaloma, o ne savanoriška, ir būtų taikoma kuo platesniame regione.

    Tuo pat metu tyrėjai įspėja, kad vien tik užklausų filtrai nėra patikimas sprendimas, nes juos kartais galima apeiti performuluojant užduotį ar papildomai apmokant modelį viešais duomenimis. Dėl to vis dažniau kalbama apie poreikį derinti technologines priemones su auditu, prieigos kontrole, atsakomybe už modelių platinimą ir tarptautiniu biologinio saugumo bendradarbiavimu.

  • DI revoliucija antibiotikuose: Pensilvanijos modelis žada greitesnį kelią į naujus vaistus

    DI revoliucija antibiotikuose: Pensilvanijos modelis žada greitesnį kelią į naujus vaistus

    JAV Pensilvanijos universiteto mokslininkai pristatė dirbtinio intelekto įrankį „ApexGO“, skirtą padėti kurti veiksmingesnius antibiotikus. Sistema analizuoja perspektyvias antimikrobines molekules ir prognozuoja, kokios jų modifikacijos galėtų sustiprinti poveikį.

    Antibiotikų paieška tradiciškai yra lėtas ir brangus procesas, nes galimų molekulinių derinių skaičius praktiškai neišmatuojamas. Dėl to laboratorijose neįmanoma rankiniu būdu patikrinti visų variantų, o dalis atradimų istorijoje buvo labiau sėkmės nei kryptingo planavimo rezultatas.

    Skirtingai nei daugelis ankstesnių sprendimų, kurie pirmiausia „sijoja“ didžiules duomenų bazes, „ApexGO“ remiasi kitu principu. Jis ima nedidelį skaičių daug žadančių antimikrobinių peptidų ir žingsnis po žingsnio siūlo tikslias jų korekcijas, numatydamas, kurios iš jų labiausiai pagerins veikimą.

    „Antibiotikų atradimas iš esmės yra paieškos uždavinys milžiniškoje molekulinėje erdvėje, o „ApexGO“ leidžia joje judėti gerokai tiksliau“, – sakė tyrimo autorius profesorius César de la Fuente.

    Pirmieji bandymai su ligas sukeliančiomis bakterijomis parodė daug žadančius rezultatus, tačiau mokslininkai pabrėžia, kad tai tik pradžia. Toliau reikės optimizuoti patį įrankį, o atrinktas molekules nuosekliai tikrinti išsamesniais tyrimais, nes DI šioje srityje nepakeičia laboratorinių įrodymų.

    Tokie sprendimai tampa ypač svarbūs augant bakterijų atsparumui antibiotikams, kuris pasaulyje vis dažniau įvardijamas kaip viena didžiausių šiuolaikinės medicinos rizikų. Greitesnis perspektyvių molekulių tobulinimas galėtų sutrumpinti kelią nuo idėjos iki naujų gydymo galimybių, nors klinikiniai etapai vis tiek išlieka ilgi ir griežtai reguliuojami.

    Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Nature Machine Intelligence“.