KI entwirft DNA-Sequenzen und eröffnet eine neue Ära der Biotechnologie

AI - Ảnh 1. — KI-Anwendungen in der Biotechnologie

Früher war Biodesign die Arbeit hochentwickelter molekularbiologischer Labore. Heute hat die künstliche Intelligenz (KI) ein neues Feld eröffnet: das computergestützte Biodesign.

Anstatt jahrelang mit der traditionellen Biologie zu experimentieren, können Wissenschaftler jetzt Organismen „programmieren“, als würden sie Software schreiben, und KI ist das Werkzeug, das diesen Durchbruch beschleunigt.

KI entwirft DNA-Sequenzen: Von der Simulation zur Erstellung

Laut Tuoi Tre Online war die Entschlüsselung der DNA früher eine große Leistung der Biologie, doch heute ist sie erst der Anfang. Mithilfe künstlicher Intelligenz hat sich der Prozess vom „Lesen“ zum „Schreiben“ des genetischen Codes verlagert. Deep-Learning-Modelle werden anhand von Millionen von Gensequenzen trainiert und sind in der Lage, die Struktur und Funktion von Genen in Zellen zu erkennen und sogar vorherzusagen, wie sie funktionieren.

Ein Paradebeispiel sind Tools wie ProGen, ein genetisches Sprachmodell, das ähnlich wie ChatGPT funktioniert, aber statt Text neue Proteinsequenzen generiert. Diese KIs „komponieren“ nicht nur Gene, sondern bewerten auch deren Faltung, biologische Aktivität und Nutzen.

Wichtig ist, dass KI Wissenschaftler nicht ersetzt , sondern ihnen hilft, die Test- und Optimierungszeit deutlich zu verkürzen. Eine DNA-Sequenz kann Milliarden verschiedener Kombinationen aufweisen, deren manuelle Prüfung fast unmöglich ist. KI hilft dabei, die praktikabelsten Kombinationen viel schneller und genauer auszuwählen.

Große Chance, große Herausforderung

Dank künstlicher Intelligenz entwickeln Biotechnologieunternehmen Bakterien, die Plastik abbauen können, dürreresistentere Nutzpflanzen und sogar personalisierte Impfstoffe für jeden Menschen.

In der Medizin kodiert KI tumorauflösende Enzyme, hochspezifische Antikörper oder Biomoleküle zur Krebsfrüherkennung.

Viele Experten warnen jedoch davor, dass diese Technologie auch missbraucht werden kann . Gelangt KI in die falschen Hände, kann sie zur Entwicklung gefährlicher Viren oder biologischer Kampfstoffe eingesetzt werden. Daher ist neben der Geschwindigkeit der Entwicklung auch die dringende Notwendigkeit ethischer Kontrolle, Transparenz der Trainingsdatenquellen und Überwachung der Biosicherheit erforderlich.

Darüber hinaus ist die Technologie immer noch datenabhängig. Das bedeutet, dass KI nur so leistungsfähig ist wie die Menge der verfügbaren genauen und vielfältigen biologischen Daten. In Bereichen, die noch nicht vollständig erforscht sind, kann KI immer noch „fehlerhafte“ oder im realen Leben biologisch nicht relevante Designs produzieren.

Schließlich gibt es auch noch die Frage des genetischen Urheberrechts : Wenn eine KI eine beispiellose DNA-Sequenz erstellt, wem gehört sie? Dem Forscher, dem Unternehmen oder dem KI-Modell?

Die Zukunft des Biodesigns könnte wie Softwareprogrammierung aussehen

Wir treten in eine Ära ein, in der Organismen nicht nur entdeckt, sondern von Maschinen von Grund auf „geschrieben“ werden. So wie ein Programmierer den Code für eine App schreibt, könnte ein zukünftiger Biologe einen bestimmten Mikroorganismus oder ein Protein entwerfen, indem er die Anforderungen beschreibt und die KI den Rest berechnen lässt.

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TUAN VI

Quelle: https://tuoitre.vn/ai-thiet-ke-chuoi-adn-mo-ra-ky-nguyen-moi-cong-nghe-sinh-hoc-20250627104654027.htm