AI Mendesain 16 Bakteriofag Baru yang Bisa Bereplikasi di Laboratorium

jurnalistik.co.id – Peneliti Amerika melaporkan penggunaan kecerdasan buatan untuk merancang bakteriofag baru yang dapat berfungsi dan bereplikasi di laboratorium. Dalam studi ini, AI diklaim untuk pertama kalinya berhasil menyusun genom secara utuh.

Temuan tersebut menyebutkan ada 16 virus baru yang dirancang agar menginfeksi bakteri dan tidak menimbulkan ancaman bagi manusia. Riset ini disebut sebagai langkah yang sangat berarti, sekaligus memunculkan perdebatan tentang keamanan dan aspek biosecurity.

Brian Hie, asisten profesor dari Stanford University, menilai pencapaian itu membawa tantangan baru dalam tingkat kompleksitas yang bisa dirancang oleh generative AI. Ia menyampaikan, “This is a next step in the complexity that’s designable by generative AI, this is the first time generative AI has been used to design a complete genome, it’s something that can replicate and have other functions inside cells… this was new territory for us.”

Menurut laporan, cara kerja teknologi ini mirip dengan model bahasa besar yang memprediksi urutan teks. Namun pada riset ini, model memprediksi “bahasa kehidupan” alih-alih kata-kata, menggunakan pendekatan yang dirancang untuk mempelajari pola biologis.

Model yang digunakan adalah Evo1 dan Evo2. Kedua model dilatih memakai kode genetik dari berbagai jenis organisme—mulai dari virus, bakteri, tumbuhan, hingga manusia—sebelum kemudian disempurnakan untuk menghasilkan virus yang termasuk dalam keluarga bacteriophage. Bakteriofag ini, seperti dijelaskan, hanya menargetkan spesies bakteri tertentu.

Proses penentuan calon berjalan melalui seleksi desain. Tim peneliti memilih 302 rancangan AI yang dianggap paling menjanjikan, lalu mensintesisnya di laboratorium. Dari keseluruhan hasil sintesis, 16 rancangan terbukti efektif dalam membunuh bakteri E. coli.

Samuel King, mahasiswa PhD yang bekerja di laboratorium, menyebut proses evaluasi berlangsung ketika tim memerhatikan cawan petri yang berisi lapisan bakteri. Ia kemudian menyadari tanda bahwa bakteriofag baru tersebut bekerja pada jam-jam awal, saat pengamatan menunjukkan area bening pada permukaan.

“We were starting to see these clear spots and it was just extremely exciting,” ujar King. Ketika hasilnya dibagikan ke seluruh anggota tim, Hie mengingat suasana yang spontan—ruangan disebut “spontaneously burst into applause”.

Para peneliti menempatkan riset ini dalam konteks kebutuhan terapi baru. Bakteriofag therapy dipandang sebagai salah satu opsi potensial untuk menghadapi meningkatnya infeksi bakteri yang tidak lagi dapat diatasi dengan antibiotik.

Namun, terobosan ini juga menunjukkan kemampuan AI untuk merancang biologi yang melampaui dunia alami—sebuah bidang yang dikenal sebagai synthetic biology. Hie berpendapat teknologi itu berpotensi “massively improve human health” lewat pengembangan obat dan terapi baru.

Di sisi lain, sejumlah ahli menekankan bahwa kemampuan yang sama bisa menimbulkan risiko bila disalahgunakan. Dalam skenario terburuk, teknologi tersebut bisa diarahkan untuk menciptakan penyakit baru.

Dalam komentar yang terbit bersamaan dengan publikasi di jurnal Science, Dr Thomas Inglesby dan Dr Moritz Hanke dari Center for Health Security, Johns Hopkins University, menyatakan temuan ini memunculkan pertanyaan mendesak terkait keselamatan hayati dan biosecurity. Mereka menulis bahwa hasil penelitian tersebut menimbulkan “urgent biosafety and biosecurity questions”.

Inglesby dan Hanke juga menegaskan bukan lagi soal apakah desain genom virus berbasis generative AI akan ada, melainkan apakah teknologi itu dapat digunakan tanpa “enabling serious harm”. Mereka menambahkan bahwa virus-virus baru yang berpotensi menyebabkan penyakit “should not be pursued”.

Tim peneliti sendiri menyebut sudah mengambil langkah untuk memaksimalkan aspek keselamatan. Dalam database pelatihan, mereka mengecualikan virus yang berpotensi menginfeksi organisme kompleks. Selain itu, penelitian dilakukan pada bakteriofag, bukan pada virus yang menginfeksi manusia. Seluruh proses riset juga berlangsung di laboratorium yang aman.

Hie menilai bahkan perlindungan yang sudah ada sejauh ini sudah membantu “ensuring that the technology is used for good.” Ia mengaitkannya dengan kebutuhan agar inovasi berjalan ke arah yang konstruktif dan bertanggung jawab.

Dari komputer ke skala genom

Riset ini juga menyoroti jarak antara rancangan kode genetik dan penciptaan kehidupan. Dalam laporan disebutkan bahwa virus tidak dikategorikan sebagai makhluk hidup, sehingga diperlukan lompatan besar lagi bagi AI untuk menghasilkan organisme hidup.

Genom bakteriofag yang digunakan disebut memiliki sekitar 5.400 pasangan basa (base pairs), sedangkan genom sel hidup terkecil diperkirakan sekitar 500.000 base pairs. Untuk pembanding, genom manusia disebut memiliki tiga miliar base pairs.

Hie menyatakan bahwa upaya menuju organisme yang lebih sederhana mungkin akan “probably… a lot of work”, tetapi tetap “not impossible.” Ia juga menyebut timnya “definitely interested in working towards” rute pengembangan tersebut.

Tanggapan dari peneliti sintetik biologi

Prof Marc Güell dari Pompeu Fabra University di Spanyol menggambarkan studi ini sebagai “very significant turning point”. Ia menekankan bahwa untuk pertama kalinya dalam sejarah, manusia mulai merancang biologi di komputer. Güell menilai pendekatan tersebut membuka peluang untuk menangani tantangan terbesar umat manusia.

Ia menyebut beberapa kemungkinan yang bisa diwujudkan, mulai dari mengembangkan bakteriofag untuk melawan penyakit, enzim untuk mengatasi kelainan genetik, hingga antibodi yang dapat dipakai dalam immunotherapy.

Sementara itu, Prof Patrick Cai, ketua synthetic genomics di Manchester Institute of Biotechnology, menyebut studi ini sebagai “important milestone”. Ia menilai signifikansinya melampaui bakteriofag, karena menunjukkan bahwa genome language models mulai mempelajari prinsip desain yang tertanam dalam evolusi. Menurut Cai, hal itu membuka pintu bagi penulisan genom berbantuan AI.

Dengan demikian, studi ini menempatkan generative AI pada titik yang lebih jauh dari sekadar prediksi, menuju perancangan genom utuh yang dapat berfungsi di lingkungan laboratorium. Meski prospeknya besar bagi pengobatan infeksi bakteri, peringatan tentang biosafety dan biosecurity tetap menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari diskusi publik atas terobosan tersebut.