Bilim insanları, doğada daha önce var olmamış tamamen yeni bir proteinin tasarımını yapay zeka kullanarak gerçekleştirdi. Bu protein, esmGFP adıyla anılmakta ve doğada kendiliğinden evrimleşseydi yaklaşık 500 milyon yıl sürecekti. Ancak gelişmiş dil modellerinin gücü sayesinde bu süreç, sadece birkaç saat içinde tamamlandı. Üstelik, bu yeni protein, bazı deniz canlılarının sahip olduğu gibi parlayarak dikkat çekiyor.
ESM3: Evrimi Hızlandıran Yapay Zeka Modeli
Bu çarpıcı çalışma, ünlü bilim dergisi Science‘da yayımlandı. Araştırmacılar, protein evrimini hızlandırmak amacıyla ESM3 adlı gelişmiş bir yapay zeka modelinden faydalandılar. Doğal evrim sürecinde, proteinler genellikle rastgele mutasyonlar ve doğal seçilim yoluyla şekillenirken, ESM3 2,78 milyar bilinen protein verisi ile eğitilmiş olup, sıfırdan tamamen yeni amino asit dizilimleri üretebiliyor. Bu yöntemle geliştirilen esmGFP proteini, doğada bulunan en yakın yeşil floresan proteine (GFP) sadece yüzde 58 oranında benzemekte.
Yapay zeka, esmGFP’yi oluştururken 96 farklı mutasyonu tanımladı. Bilim insanlarına göre, bu mutasyonların doğal süreçler sonucu birikmesi tam yarım milyar yıl alacaktı. Proteinler, yaşamın temel yapı taşlarıdır ve vücutta kas inşa etmek, hastalıklarla savaşmak gibi birçok önemli işlevi yerine getirir. Parlayan proteinler ise doğada bazı denizanası ve mercan türlerinde doğal olarak bulunur. Bilim insanları, bu tür proteinleri genellikle mikroskobik biyobelirteçler olarak kullanmaktadır.
Potansiyel Devrim: Tıp ve Çevre Bilimleri
esmGFP’nin geliştirilmesi, sadece biyolojiyi anlamak açısından değil, aynı zamanda tıp ve çevre bilimlerinde de devrim niteliğinde bir potansiyele sahip olabilir. Çalışmanın öncüsü olan Alex Rives, geliştirdikleri yapay zeka modelinin doğal evrimin kısıtlamalarına bağlı kalmadan işlevsel proteinler yaratabildiğini vurgulamaktadır. Rives ve ekibi, daha önce Meta şirketinde çalışırken ESM3’ün öncül modellerini geliştirmiş ve ardından EvolutionaryScale adlı bir şirket kurarak araştırmalarını ilerletmiştir.
Gelecekteki Uygulamalar ve Zorluklar
Bu gelişme, kanser tedavisinden karbon yakalama teknolojilerine kadar geniş bir yelpazede potansiyel uygulama fırsatları sunmaktadır. Ancak bazı bilim insanları, yapay zeka tarafından tasarlanan proteinlerin gerçek biyolojik ortamlarda nasıl çalışacağını öngörmenin zor olduğunu belirtmektedir. Zira proteinin tasarımı gerçekleştirilmiş olsa da, esmGFP şu an için 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 zorluğuna dikkat çekmektedir. Yine de, bu çalışma yapay zekanın biyoteknolojiyi dönüştürebilecek güce sahip olduğunu bir kez daha gözler önüne sermektedir. Gelecekte, yapay zeka destekli protein mühendisliği sayesinde yeni ilaçlar, çevreci biyoteknolojiler ve tamamen sentetik biyolojik sistemlerin geliştirilmesi mümkün olacaktır.