Künstliche Intelligenz entwirft DNA-Sequenzen und läutet damit eine neue Ära der Biotechnologie ein.

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

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

Anstatt jahrelang mit traditioneller Biologie zu experimentieren, können Wissenschaftler Organismen jetzt wie Software "programmieren", und KI ist das Werkzeug, das diesen Durchbruch beschleunigt.

KI entwirft DNA-Sequenzen: Von der Simulation zur Schöpfung

Laut Tuoi Tre Online war die Entschlüsselung der DNA einst eine große Leistung in der Biologie, steht aber heute erst am Anfang. Mithilfe von KI hat sich der Prozess vom „Lesen“ zum „Schreiben“ des genetischen Codes gewandelt. Deep-Learning-Modelle werden mit Millionen von Gensequenzen trainiert und sind in der Lage, Struktur und Funktion zu erkennen und sogar vorherzusagen, wie Gene in Zellen wirken.

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

Das Wichtigste ist, dass KI Wissenschaftler nicht ersetzt , sondern ihnen hilft, die Test- und Optimierungszeiten deutlich zu verkürzen. Eine DNA-Sequenz kann Milliarden verschiedener Kombinationen aufweisen, deren manuelle Überprüfung nahezu unmöglich ist. KI hilft dabei, die praktikabelsten Kombinationen wesentlich schneller und genauer auszuwählen.

Große Chance, große Herausforderung

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

In der Medizin schreibt KI Code für tumorauflösende Enzyme, hochspezifische Antikörper oder Biomoleküle, die zur Früherkennung von Krebs eingesetzt werden.

Viele Experten warnen jedoch davor, dass diese Technologie auch missbraucht werden kann . Künstliche Intelligenz kann zur Entwicklung gefährlicher Viren oder biologischer Kampfstoffe eingesetzt werden, wenn sie in die falschen Hände gerät. Daher geht mit der rasanten Entwicklung ein dringender Bedarf an ethischer Kontrolle, Transparenz der Trainingsdatenquellen und Biosicherheitsüberwachung einher.

Zudem basiert die Technologie weiterhin auf Daten, was bedeutet, dass die Leistungsfähigkeit der KI von den vielfältigen und präzisen biologischen Daten abhängt, die ihr zur Verfügung stehen. In noch wenig erforschten Bereichen kann die KI daher weiterhin fehlerhafte oder nicht der biologischen Realität entsprechende Konstruktionen hervorbringen.

Schließlich stellt sich auch die Frage des genetischen Urheberrechts : Wem gehört eine DNA-Sequenz, die von einer KI neuartig erzeugt wird? Dem Forscher, dem Unternehmen oder dem KI-Modell?

Die Zukunft des Biodesigns könnte der Softwareprogrammierung ähneln.

Wir treten in ein Zeitalter ein, in dem Organismen nicht nur entdeckt, sondern von Maschinen von Grund auf „geschrieben“ werden. So wie ein Programmierer Code für eine App schreibt, könnte ein Biologe der Zukunft 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