Google DeepMind, AI ile oluşturulmuş proteinleri filigranlayan SynthID Bio sistemini tanıttı

Google'ın DeepMind ekibi 30 Eylül'de Nature'da, AI ile oluşturulmuş proteinleri filigranlayan SynthID Bio sistemini tanıtan bir araştırma yayımladı. Yöntem protein işlevine zarar vermiyor ve güvenilir araştırmacıların tasarladığı proteinlerin tanınmasını sağlıyor; diğerleri daha derin incelenecek.

Biyogüvenlik açığı

AI tabanlı protein tasarım araçları şimdiden önemli sonuçlar veriyor: plastiği parçalayan enzimler ve yılan zehrini etkisizleştiren proteinler var. Aynı araçlarla zehir üretmek de mümkün. DNA dizisi tarama programı ise AI ile oluşturulmuş proteinleri tanıyamıyor; riski değerlendirecek yeterli veri henüz yok. Riskin tespitinden neredeyse bir yıl boyunca çözüm yoktu.

SynthID Bio nasıl çalışır

Sistem, Google'ın SynthID teknolojisine dayanıyor. SynthID, AI üretimi dijital materyale fark edilmez bir işaret ekliyor: işaret modelin olasılıksal seçimini değiştirdiğinden tüm ürüne eşit dağılıyor ve kodlama bilgisi olmadan silinemiyor.

Protein çok daha karmaşık hedeftir. Yalnızca 20 amino asitten oluşur; her biri yapı veya katalitik aktivite için gerekli olabilir. Bazı bölgelerde değişiklik serbestken, bazılarında küçük sapma bile proteini işlevsiz kılar. Protein küçüktür: 500 amino asit büyük sayılır; milyonlarca pikselli görüntüye kıyasla işareti saklamak için çok daha az malzeme vardır.

Araştırmacılar yöntemi popüler protein tasarım aracı ProteinMPNN'e bağladı. Program, zincir boyunca amino asitleri tek tek yerleştirir. SynthID Bio, kriptografik anahtara benzer kod ve önceden seçilmiş amino asitlere göre aday önerir; ProteinMPNN onu ancak protein işlevsel kalırsa kabul eder. Böylece filigran amino asitleri yalnızca kimyanın izin verdiği yerlere girer. İşaret tüm diziye dağılır; tanınması istatistikseldir: doğrulayıcı anahtarla diziyi tarar ve önerilen amino asitlerinin sıklığını ölçer.

Sonuçlar ve sınırlamalar

Ekip, sistemle doğal hedeflere bağlanan proteinler oluşturdu. Filigran protein işlevine zarar vermedi: işaretli proteinler hedef proteinlere normal bağlandı. Biyogüvenlik için Google, DNA üreticilerinin güvenilir kuruluşlardan, örneğin üniversiteler ve büyük biyoteknoloji şirketlerinden anahtar setleri almasını öneriyor. Böylece bilinmeyen bir proteinin güvenilir AI tasarımı olup olmadığını hızlı belirleyip dikkati doğrulanmamış proteinlere verecekler.

Yöntemin sınırları da var. Güvenliği anahtar dağıtımına bağlı. Çok kısa proteinlerde işaret amino asitleri tanıma için çok az olabilir. İşaretsiz materyalle doldurma, örneğin doğal floresan proteinle birleşme, filigranı seyreltebilir. Ayrıca birçok AI aracı ProteinMPNN kullanmıyor. Tanıma istatistiksel olduğundan eşik seçimi yanlış pozitif ve yanlış negatifi etkiler. İlk haliyle sistem pratikte pek kullanışlı olmayabilir, ancak yöntem çalışıyor ve bu önemli.

Kaynaklar: Ars Technica · Techmeme