Trong công trình vừa được ấn hành trên tạp chí khoa học uy tín Science, giới chuyên môn ghi nhận một mốc son đáng chú ý khi các nhà nghiên cứu áp dụng thành công các công cụ ngôn ngữ chuyên biệt nhằm giải mã và kiến tạo chất liệu di truyền. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã vận hành hai hệ thống mang tên Evo 1 cùng Evo 2 để khảo sát cấu trúc ADN từ một thể thực khuẩn vốn có sẵn trong tự nhiên mang tên phiX174. Từ nền tảng dữ liệu đó, hệ thống đã phác thảo nên những mã gene hoàn toàn nguyên bản, chưa từng hiện diện trong tự nhiên trước đây.

Theo chia sẻ từ chuyên gia sinh học tính toán Brian Hie, đồng thời là thành viên nhóm nghiên cứu tại cơ sở giáo dục này, đây là bước ngoặt biểu thị mức độ phức tạp mà các hệ thống trí tuệ nhân tạo tạo sinh có thể đạt được trong việc can thiệp cấu trúc sống. Lần đầu tiên trong lịch sử nghiên cứu, công nghệ máy tính được huy động để xây dựng trọn vẹn một bộ gene hoàn chỉnh có năng lực tự sao chép và vận hành các hoạt động sinh hóa bên trong tế bào sống. Những thực khuẩn thể nhân tạo này thuộc nhóm chuyên biệt tấn công và tiêu diệt các loại vi khuẩn có hại mà hoàn toàn không gây tổn hại đến tế bào của con người. Qua các đợt kiểm chứng nghiêm ngặt trong môi trường phòng thí nghiệm đạt chuẩn an toàn, một số chủng virus tổng hợp đã thể hiện khả năng triệt tiêu vi khuẩn Escherichia coli vượt trội hơn hẳn so với nguyên mẫu tự nhiên.

Thành tựu mang tính bước ngoặt này xuất hiện đúng vào thời điểm khủng hoảng kháng thuốc kháng sinh đang leo thang thành áp lực đè nặng lên hệ thống y tế toàn cầu. Việc lạm dụng các loại thuốc điều trị truyền thống trong nhiều thập kỷ qua đã tạo ra các dòng vi sinh vật siêu kháng thuốc, khiến nhiều chứng nhiễm trùng trở thành nan y. Trước thực trạng đó, giới khoa học kỳ vọng các hệ thống máy tính thông minh sẽ đóng vai trò như công cụ đắc lực để tùy chỉnh cấu trúc virus cho từng chủng vi khuẩn cụ thể.

Phương pháp tiếp cận này giúp mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của liệu pháp sử dụng thực khuẩn thể trong việc chữa trị những căn bệnh nhiễm trùng mà thuốc kháng sinh thông thường không còn phát huy hiệu quả. Thay vì phải phụ thuộc vào khoảng thời gian tiến hóa chậm chạp của tự nhiên để sinh ra các tác nhân sinh học phù hợp, các thuật toán máy tính có thể nhanh chóng xử lý lượng lớn dữ liệu mã nguồn gene, từ đó đề xuất các cấu trúc cấu thành mới mẻ với tốc độ vượt trội. Khi được định hướng phát triển và kiểm soát đúng đắn, công nghệ này hứa hẹn hình thành các phác đồ điều trị tân tiến, góp phần giảm thiểu hậu quả tiêu cực do các ổ dịch kháng thuốc gây ra.

Song song với những viễn cảnh tươi sáng về y học, sự phát triển tốc độ cao của công nghệ này cũng dấy lên những lo ngại sâu sắc về vấn đề an toàn sinh học cũng như nguy cơ bị lợi dụng cho mục đích quân sự hoặc gây hại. Giới quan sát chỉ ra rằng khả năng tổng hợp hệ gene mới từ các thuật toán ẩn chứa mặt trái, bởi về nguyên lý, chúng có thể bị sao chép hoặc chuyển hóa thành các tác nhân gây bệnh nguy hiểm nếu rơi vào tay các chủ thể thiếu kiểm soát.

Giáo sư Kevin Esvelt làm việc tại Viện Công nghệ Massachusetts từng đưa ra lời cảnh báo về việc các biến thể virus do máy tính tạo ra có thể leo thang thành nguy cơ an ninh nghiêm trọng nếu thiếu các hành lang pháp lý và cơ chế giám sát khắt khe. Dù vậy, các chuyên gia hàng đầu cũng trấn an rằng những cấu trúc thực khuẩn thể hiện thực hóa trong phòng thí nghiệm hiện tại vẫn ở mức độ đơn giản hơn rất nhiều khi so sánh với các chủng virus gây bệnh chuyên biệt ở người. Do đó, các công trình hiện tại chưa cấu thành mối đe dọa an ninh trước mắt.

Dẫu vậy, việc hiện thực hóa các công nghệ sinh học tiên tiến này đang đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc hoàn thiện khung quản trị toàn cầu, thiết lập các tiêu chuẩn kiểm soát nghiên cứu chặt chẽ cùng các lớp rào chắn an toàn sinh học vững chắc. Khi năng lực kiến tạo các hệ thống sinh hóa phức tạp của máy tính ngày một gia tăng, ranh giới mỏng manh giữa đổi mới y sinh học nhân đạo và nguy cơ lạm dụng sẽ trở thành vấn đề chính sách chiến lược đối với các quốc gia trong kỷ nguyên số.

Phạm Tuấn