Periskop.id - Kecerdasan buatan atau artificial intelligence (AI) kini tidak hanya mampu menghasilkan teks, gambar, atau protein. Penelitian terbaru menunjukkan AI untuk pertama kalinya berhasil merancang genom lengkap virus yang kemudian terbukti fungsional di laboratorium.
Studi yang diterbitkan jurnal Science pada Kamis (6/8) itu dilakukan peneliti dari Arc Institute dan Stanford University dengan memanfaatkan dua model bahasa genom, Evo 1 dan Evo 2. Dari ribuan rancangan genom yang dibuat AI, para ilmuwan menemukan 16 bakteriofag baru yang viabel, yakni virus yang secara khusus menginfeksi bakteri.
Temuan tersebut menjadi lompatan penting dalam biologi sintetis karena AI sebelumnya lebih banyak digunakan untuk merancang komponen biologis seperti protein atau sistem genetik tertentu. Kali ini, model AI mampu menyusun informasi genetik pada skala satu genom virus secara utuh hingga menghasilkan partikel virus yang dapat berfungsi.
"Dalam penelitian ini, kami memanfaatkan model bahasa genom, Evo 1 dan Evo 2, untuk menghasilkan genom fag lengkap dengan arsitektur genetik yang realistis, serta kekhususan terhadap inang bakteri, Escherichia coli C (E.coli)," demikian isi penjelasan dalam penelitian tersebut.
Dari Ribuan Rancangan AI, 16 Berhasil Berfungsi
Peneliti menggunakan bakteriofag ΦX174 sebagai acuan dalam pengembangan genom baru. Fag tersebut memiliki genom relatif kecil, sekitar 5.386 nukleotida dengan 11 gen, tetapi struktur genetiknya cukup kompleks karena sejumlah gennya saling tumpang tindih. ΦX174 juga mempunyai nilai historis karena merupakan genom DNA lengkap pertama yang berhasil diurutkan pada 1977.
Evo 1 dan Evo 2 kemudian digunakan untuk menghasilkan ribuan kandidat genom dengan karakteristik menyerupai fag tersebut, tetapi tidak sekadar menyalin virus yang sudah ada di alam.
Dari ribuan rancangan yang disaring, peneliti menguji 285 desain secara eksperimental. Hasilnya, 16 kandidat berhasil dikonfirmasi sebagai bakteriofag fungsional yang mampu berkembang dan menginfeksi bakteri sasaran.
Menariknya, genom yang berhasil tidak identik dengan bakteriofag alami yang telah diketahui. Setiap genom fungsional memiliki sekitar 67 hingga 392 mutasi baru dibandingkan kerabat alami terdekatnya. Sebanyak 13 genom bahkan mengandung mutasi yang tidak ditemukan pada urutan alami yang diketahui peneliti.
Temuan ini menunjukkan model AI tidak hanya menyusun ulang potongan DNA yang pernah dipelajarinya, tetapi mampu menghasilkan kombinasi genetik baru yang tetap memenuhi sejumlah batasan biologis agar virus dapat berfungsi. Para peneliti menilai kemampuan tersebut membuka jalan menuju desain genom yang lebih besar dan kompleks di masa depan.
Mampu Lawan E. coli yang Resisten
Potensi paling menarik muncul ketika bakteriofag buatan AI diuji terhadap bakteri yang telah membangun resistensi terhadap fag alami ΦX174.
Tim peneliti mengembangkan tiga strain E. coli yang resisten terhadap ΦX174. Campuran beberapa bakteriofag hasil desain AI kemudian mampu mengatasi resistensi pada ketiga strain tersebut, sementara ΦX174 alami tidak berhasil melakukannya.
Hasil ini membuka kemungkinan pemanfaatan AI untuk mempercepat pengembangan terapi fag, yakni pendekatan yang menggunakan virus pemakan bakteri untuk menyerang infeksi bakteri tertentu.
Bakteriofag berbeda dari virus seperti influenza atau SARS-CoV-2. Virus ini menginfeksi bakteri secara spesifik dan tidak menginfeksi sel manusia. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menyebut kemampuan fag dalam menargetkan bakteri secara spesifik menjadikannya salah satu pendekatan yang menjanjikan untuk menghadapi infeksi yang resisten terhadap antibiotik.
Meski demikian, WHO menekankan terapi fag belum menjadi pengobatan yang tersedia secara luas. Bukti dari penelitian klinis mengenai keamanan, efektivitas, dan kelayakannya masih perlu diperkuat sebelum penggunaannya bisa semakin luas pada manusia.
AI Belajar dari Triliunan Pasangan Basa DNA
Kemampuan tersebut tidak muncul tanpa kumpulan data dalam skala besar. Evo merupakan model AI yang dikembangkan khusus untuk memahami bahasa biologis dalam DNA, mirip dengan cara model bahasa seperti chatbot mempelajari pola dari kumpulan teks.
Generasi pertama Evo dilatih menggunakan genom sekitar 80.000 mikroba serta 2,7 juta genom prokariotik dan bakteriofag yang mencakup sekitar 300 miliar nukleotida.
Kemampuannya kemudian diperluas melalui Evo 2. Penelitian yang diterbitkan di Nature pada 2026 menunjukkan Evo 2 dilatih menggunakan sekitar 9 triliun pasangan basa DNA dari berbagai kelompok kehidupan. Versi terbesarnya memiliki sekitar 40 miliar parameter dan mampu memproses konteks hingga satu juta pasangan basa.
Dalam penelitian bakteriofag terbaru, model tersebut kembali dilatih secara khusus menggunakan 14.466 urutan dari famili Microviridae agar mampu menghasilkan genom yang tetap memiliki karakteristik biologis yang dibutuhkan.
Penelitian ini sebenarnya pertama kali diumumkan sebagai preprint pada September 2025. Setelah melalui proses ilmiah lebih lanjut, hasilnya kini diterbitkan di jurnal Science pada Agustus 2026.
Berpotensi Hadapi Ancaman Resistensi Antibiotik
Kemampuan merancang bakteriofag baru menjadi menarik di tengah ancaman resistensi antimikroba atau antimicrobial resistance (AMR).
WHO mencatat resistensi antimikroba secara langsung menyebabkan sekitar 1,27 juta kematian di dunia pada 2019 dan berkontribusi terhadap hampir 5 juta kematian pada tahun yang sama. Di Indonesia, WHO juga memperingatkan konsumsi antimikroba diproyeksikan meningkat tajam hingga 2030, sehingga riset terhadap terapi alternatif menjadi semakin penting.
Bakteriofag menjadi salah satu kandidat karena dapat diarahkan untuk menyerang jenis bakteri tertentu, termasuk bakteri yang telah kebal terhadap antibiotik. AI berpotensi mempercepat proses pencarian tersebut dengan menghasilkan banyak variasi fag yang dapat dievaluasi untuk menghadapi bakteri yang terus berevolusi.
Terobosan Sekaligus Picu Kekhawatiran Biosekuriti
Namun kemampuan AI menulis genom virus utuh juga memunculkan pertanyaan baru mengenai biosekuriti. Artikel pendamping yang diterbitkan Science menilai teknologi tersebut menjanjikan untuk ilmu hayati, tetapi kemampuan menghasilkan genom virus melalui AI berkembang lebih cepat dibandingkan tata kelola yang diperlukan untuk memastikan penggunaannya tetap aman.
Penelitian kali ini sengaja menggunakan bakteri E. coli nonpatogen sebagai inang. Arc Institute juga menyatakan, genom virus yang diketahui menginfeksi manusia sengaja dikeluarkan dari data pelatihan model untuk membatasi kemungkinan penyalahgunaan. Seluruh fag yang dihasilkan dalam penelitian itu hanya menunjukkan kemampuan menginfeksi strain E. coli tertentu yang diuji.
Para peneliti juga menegaskan bahwa keberhasilan membuat genom fag yang relatif kecil belum berarti AI otomatis mampu merancang virus manusia atau organisme kompleks. Desain genom yang semakin besar membawa tingkat kompleksitas dan tantangan biologis yang jauh lebih tinggi.
Meski demikian, pencapaian tersebut memperlihatkan perubahan penting dalam perkembangan bioteknologi. Setelah manusia mampu membaca DNA melalui pengurutan genom dan menulis DNA melalui sintesis kimia, AI mulai menunjukkan kemampuan untuk ikut merancang genom baru yang berfungsi.
Bagi dunia medis, peluang terdekatnya adalah pengembangan bakteriofag yang lebih cepat dan adaptif untuk melawan bakteri resisten. Namun seiring meningkatnya kemampuan model AI, penelitian ini sekaligus memperkuat kebutuhan terhadap pengawasan biosafety dan biosecurity agar kemampuan merancang kehidupan pada tingkat genom tidak berkembang tanpa batas pengamanan yang memadai.
as a preferred 
Tinggalkan Komentar
Komentar