Colossal Biosciences vừa công bố GenoMorph. Nền tảng AI này giúp xác định những vị trí ADN đáng nghiên cứu trong các dự án hồi sinh loài tuyệt chủng. Công cụ đang được dùng để tìm các cơ chế di truyền liên quan đến mỏ và khuôn mặt của chim dodo. Nó chỉ đề xuất mục tiêu cho nhà khoa học kiểm chứng, không trực tiếp chỉnh sửa gen.
Nội dung: GenoMorph hỗ trợ hồi sinh loài như thế nào?
GenoMorph kết hợp hình thái học ba chiều, hệ gen so sánh và sinh học phát triển để thu hẹp phạm vi tìm kiếm trong ADN. Theo TechCrunch, Colossal đang dùng nền tảng này trong nỗ lực tái tạo các đặc điểm của chim dodo, loài có rất ít dữ liệu bộ gen còn lại.
Hệ thống phân tích các vùng ADN hoạt động trong quá trình hình thành mỏ và cấu trúc khuôn mặt của chim. Từ đó, GenoMorph dự đoán những cơ chế điều hòa di truyền có thể góp phần tạo nên diện mạo đặc trưng của dodo.
Đây là một cách ứng dụng trí tuệ nhân tạo khác với các hệ thống tạo văn bản hoặc hình ảnh. Tương tự những dự án dùng AI để tái tạo hình ảnh từ dữ liệu quét não, GenoMorph tìm mẫu trong dữ liệu sinh học phức tạp. Các dự đoán của nền tảng vẫn phải được kiểm tra trong phòng thí nghiệm.
Một bộ gen dodo so với 100 bộ gen voi ma mút
Dự án dodo gặp khó khăn vì chỉ có một bộ gen để nghiên cứu. Trong khi đó, dự án voi ma mút lông xoăn có thể sử dụng 100 bộ gen. Colossal cho rằng khí hậu lạnh ở nơi voi ma mút từng sinh sống bảo quản ADN tốt hơn môi trường nhiệt đới của dodo.
Ben Lamm, đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành Colossal, cho biết các nhà khoa học thường so sánh nhiều bộ gen để xác định những khác biệt di truyền tạo ra một đặc điểm. Với ADN cổ đại khan hiếm, nhóm nghiên cứu không có đủ bộ gen hoàn chỉnh để áp dụng cách làm đó cho dodo.
GenoMorph được xây dựng để thu hẹp phạm vi tìm kiếm và chỉ ra những khác biệt có khả năng liên quan nhất. Nền tảng không thay thế dữ liệu còn thiếu, nhưng giúp nhóm nghiên cứu ưu tiên các mục tiêu cần kiểm tra.
Dữ liệu từ hơn 70 loài chim
Colossal xây dựng GenoMorph bằng dữ liệu phát triển của gà, chim cút, vịt và bồ câu. Công ty kết hợp dữ liệu này với thông tin di truyền và số đo hộp sọ ba chiều của hơn 70 loài chim. Theo Ben Lamm, quá trình phát triển nền tảng kéo dài hơn một năm và dựa trên nhiều năm nghiên cứu trước đó của công ty.
“Một bản đồ kho báu của bộ gen dodo.”
Ben Lamm, đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành Colossal, mô tả GenoMorph
Phép so sánh này phản ánh cách GenoMorph được sử dụng. Thay vì kiểm tra một lượng lớn khác biệt di truyền khi chưa biết điểm nào có ý nghĩa, nhóm nghiên cứu có thể tập trung vào các cơ chế điều hòa được hệ thống đánh giá là liên quan đến hình dạng mỏ và khuôn mặt.
Colossal cho biết GenoMorph đã xác định khoảng 2.300 mục tiêu chỉnh sửa ADN có triển vọng đối với hình thái sọ và khuôn mặt của dodo. Đây là danh sách mục tiêu để thử nghiệm, không phải bằng chứng rằng từng thay đổi sẽ tạo ra đặc điểm thể chất mong muốn.
Thử nghiệm mà không chờ hết chu kỳ sinh sản
Colossal cũng phát triển một hệ thống dùng hạt nano lipid để đưa công cụ chỉnh sửa gen trực tiếp vào phôi chim đang phát triển. Theo Lamm, phương pháp này cho phép nhóm quan sát ảnh hưởng của một thay đổi di truyền. Nhóm không phải chờ chim trưởng thành về mặt sinh dục và hoàn tất toàn bộ chu kỳ sinh sản.
Trong quy trình này, GenoMorph đảm nhiệm khâu chọn mục tiêu. Nền tảng đưa ra dự đoán, còn hệ thống chuyển công cụ chỉnh sửa vào phôi giúp các nhà nghiên cứu kiểm tra dự đoán trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Đàn bồ câu Nicobar đã có 36 cá thể
Colossal cho biết đàn bồ câu Nicobar của công ty đã đạt 36 cá thể. Nhóm nghiên cứu cũng đã tạo thành công những tế bào thiết yếu có khả năng phát triển thành trứng và tinh trùng.
Bồ câu Nicobar là họ hàng còn sống gần nhất của dodo. Vì vậy, những tế bào này giữ vai trò quan trọng trong kế hoạch tạo ra các cá thể chim mang đặc điểm của dodo. Bước tiếp theo của Colossal là kiểm chứng các dự đoán do GenoMorph tạo ra.
Dự án nằm trong xu hướng ứng dụng AI vào bảo tồn và phục hồi hệ sinh thái. Khả năng đó cũng được xem xét trong cuộc thảo luận về việc AI có thể giúp đưa thiên nhiên trở lại hay không.
GenoMorph không tự chỉnh sửa gen
GenoMorph không trực tiếp chỉnh sửa ADN hoặc xác nhận một thay đổi là an toàn. Công cụ chỉ giúp Colossal xác định những mục tiêu di truyền đáng nghiên cứu, sau đó các nhà khoa học phải kiểm tra từng dự đoán trước khi quyết định có tiếp tục thử nghiệm hay không.
Việc xác định một mục tiêu tiềm năng không đồng nghĩa Colossal sẽ lập tức đưa thay đổi đó vào động vật. Mỗi dự đoán vẫn cần được xác nhận trong phòng thí nghiệm để đánh giá liệu thay đổi có tạo ra đặc điểm mong muốn và có phù hợp cho bước nghiên cứu tiếp theo hay không.
Peter Diamandis, nhà sáng lập XPRIZE và là nhà đầu tư của Colossal, đã thành lập NeoGenesis Capital để hỗ trợ các công ty sử dụng nền tảng sinh học có thể lập trình của Colossal trong y tế, nông nghiệp và bảo tồn.
Hãy tiếp tục theo dõi Sine để cập nhật cách trí tuệ nhân tạo được ứng dụng trong các dự án sinh học và bảo tồn.
