Universidade de Stanford desenvolve 1ª IA capaz de criar o material genético de um ser vivo

Pesquisadores norte-americanos desenvolveram a primeira inteligência artificial capaz de criar o material genético de um ser vivo a partir das instruções genéticas para originar novas formas de vida. No momento, entretanto, a IA está criando apenas genomas teóricos de micróbios.

A tecnologia foi criada com a promessa de acelerar o desenvolvimento de medicamentos, mapear doenças e compreender a evolução da vida na Terra. Ela também pode gerar sequências aptas para produzir genomas sintéticos — feitos em laboratório. Embora ainda enfrente desafios, como a produção de sequências não viáveis, os cientistas à frente do projeto estão confiantes de que é apenas uma questão de tempo até que a IA consiga criar genomas funcionais.

Chamada de Evo, a inteligência artificial foi desenvolvida pela equipe liderada pelo biólogo Brian Hie, da Universidade de Stanford. O estudo foi publicado na revista Science e divulgado pela Nature. O trabalho também contou com a participação de pesquisadores do Arc Institute, uma instituição financiada por filantropia e voltada para projetos de alto risco e grande impacto.

As possibilidades e os riscos

Segundo cientistas, se mal aplicada, a Evo pode ser utilizada para criar armas biológicas, pragas e drogas mais perigosas. Apesar disso, a IA será disponibilizada publicamente para que outros pesquisadores a utilizem, o que promove a democratização do acesso, mas também aumenta os riscos de uso inadequado.

Em testes realizados, a Evo demonstrou ser capaz de lidar com a linguagem do DNA de forma semelhante ao que o ChatGPT faz com a linguagem escrita. O software aprendeu com bilhões de linhas de sequências genéticas de microrganismos e já consegue deduzir o funcionamento de genomas de vírus e bactérias, além de projetar novas proteínas e até outros genomas.

Durante quatro semanas de treinamento, a Evo aprendeu sozinha com 80 mil genomas de micróbios, além de milhões de sequências de vírus que infectam bactérias e plasmídeos (pequenos pedaços independentes de DNA).

Em entrevista ao Estadão, Brian Hie reconheceu que a Evo poderia ser usada para fins mal-intencionados. Para mitigar esse risco, a IA não foi treinada com informações genéticas de vírus que infectam seres humanos ou outros organismos complexos.

A Evo representa um avanço em relação a outras IAs especializadas em biologia, como o AlphaFold, que consegue prever a estrutura de proteínas a partir de sequências de aminoácidos. A diferença está na capacidade da Evo de analisar sequências mais longas e detalhadas de DNA, ampliando seu contexto e resolução para alcançar o nível de nucleotídeos — "letras" que compõem o DNA.

Como Evo pode transformar a ciência

Segundo Mariano Zalis, geneticista e professor titular da UFRJ, o DNA não é apenas uma sequência de letras, ele segue padrões complexos que a Evo está pouco a pouco aprendendo. A IA já foi submetida a testes, incluindo aplicações de edição genética, técnica usada para inserir ou remover genes de organismos vivos. Apesar de ainda estar em fase experimental, os resultados obtidos pela Evo já são iguais ou superiores aos de outras ferramentas disponíveis.

Zalis acredita que a Evo tem o potencial de identificar novas mutações genéticas e compreender seus efeitos, o que pode revolucionar o estudo de doenças hereditárias e o desenvolvimento de terapias gênicas.

“Mesmo antes da Evo, a inteligência artificial já vinha transformando a forma de estudar e produzir conhecimento em genômica. Programas existentes conseguem projetar “superproteínas” e acelerar processos, mas a Evo vai além, com a capacidade de projetar genes completos”,  destaca o docente.

Por outro lado, ele alerta sobre os riscos que acompanham o progresso da Evo. À medida que a IA evolui, existe a possibilidade de que ela seja usada para criar superbactérias ou supervírus que escapem do sistema imunológico e de medicamentos.”Essa é apenas uma hipótese, mas não deve ser ignorad”, completa.

Novas fronteiras da genômica

Além das aplicações práticas, a Evo pode ajudar a desvendar o chamado DNA escuro (dark DNA), partes do genoma cuja função ainda é desconhecida. Apenas 1% do genoma humano é composto por genes (cerca de 25 mil genes). “Nossa expectativa é que a inteligência artificial nos ajude a compreender os 99% restantes, que permanecem obscuros. Essa é a chave para desvendar a complexidade do genoma, um campo que estamos apenas começando a explorar. Esse é o futuro da genômica”,  conclui o professor.