Wissenschaftler der Stanford University haben mithilfe des KI-Modells Evo künstliche, lebensfähige Viren entworfen und im Labor hergestellt. Die Forschergruppe um Brian Hie und Aditi Merchant veröffentlichten ihre Ergebnisse im Fachmagazin Science, was in Fachkreisen eine breite Debatte über die Möglichkeiten und Sicherheitsrisiken synthetischer Biologie auslöst.
Die künstliche Erzeugung von Mikroorganismen hat einen neuen Meilenstein erreicht. Eine Forschungsgruppe rund um Brian Hie und Aditi Merchant an der Stanford University nutzte das fortschrittliche KI-Tool namens „Evo, um funktionstüchtige virale Baupläne zu berechnen. Die Technologie analysiert genetisches Material gründlicher als herkömmliche Methoden und schlägt völlig neue Genomsequenzen vor.
Wie die KI-Modelle das Erbgut analysieren
Seit dem weltweiten Erfolg von Sprachmodellen wie ChatGPT staunen Beobachter über die Leistungsfähigkeit künstlicher Intelligenz. Doch auch in der Biologie vollzieht sich ein Wandel. Erbgut und Proteine ähneln in ihrer Struktur textbasierten Informationen. Während DNA aus vier verschiedenen Basen besteht, setzen sich Proteine aus 20 Aminosäuren zusammen. Wie ein literarischer Text komplexe Bedeutungen annehmen kann, so verhält es sich auch mit biologischen Sequenzen.
Bereits im Jahr 2018 sorgte die KI Alphafold
der Google-Tochter Deepmind für Aufsehen, als sie die dreidimensionale Faltung von Proteinen vorhersagte – eine Errungenschaft, die im Jahr 2024 mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Das aktuelle Tool Evo geht nun noch einen Schritt weiter und überträgt diese Mustererkennung auf die Genomsequenzen kompletter Viren.
Vom virtuellen Bauplan zum künstlichen Virus im Labor
Für das Experiment ließ das Team um Brian Hie und Aditi Merchant Tausende Varianten des Genoms eines natürlichen Virus generieren. Diese Entwürfe existierten zunächst rein virtuell auf Computern. Aus dieser Auswahl wählten die Wissenschaftler bestimmte Varianten aus und setzten chemische Bausteine im Labor zu echten Genomen zusammen.
Das Ergebnis war beachtlich: 16 dieser künstlich erschaffenen Organismen erwiesen sich als lebensfähig. Die neuen Viren ähneln bekannten Erregern, weisen jedoch gezielte Abweichungen auf, die ihnen gänzlich neue Eigenschaften verleihen. Ähnliche Erfolge verzeichnete das System bereits 2024, als es funktionierende Genscheren entwarf.
Sicherheitsdebatte und die Grenzen der Technologie
Der wissenschaftliche Erfolg wirft zugleich drängende Fragen zur Sicherheit auf. Beobachter warnen vor den potenziellen Risiken, sollte die Technologie in unbefugte Hände geraten. Theoretisch könnte die Entwurfsleistung von KI-Werkzeugen auf gewöhnlichen Computern dazu führen, dass gefährliche Mikroorganismen mit neuartigen Funktionen konstruiert werden. Auf der anderen Seite betonen Forscher das immense Potenzial, um beispielsweise zielgerichtet Viren gegen resistente Krankenhauskeime oder neue Medikamente zu entwickeln.
Trainiert wurde das verwendete Modell mit Millionen von Erbinformationen aus der Natur, darunter auch sogenannte Phagen – Viren, die gezielt Bakterien befallen. Wie nah die Wissenschaft an einem Szenario ist, in dem der Entwurf von Erregern zum Alltag wird, hängt maßgeblich von den künftigen regulatorischen Hürden und der Weiterentwicklung dieser Modelle ab.
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