Vodotisk v proteinu, který má zůstat funkční

SynthID Bio je ověření konceptu od Google DeepMind: místo samostatného štítku, který se může od návrhu oddělit, se snaží vložit rozpoznatelný signál přímo do biologického návrhu vytvořeného umělou inteligencí. DeepMind uvádí, že v laboratorních testech se podařilo zachovat biologickou funkci. Zda bude možné vodotisk záměrně odstranit nebo pozměnit, ale zůstává nevyřešenou otázkou. 6

Jak se vodotisk do návrhu dostává

Postup se liší podle toho, co se označuje. U proteinové sekvence se signál promítá do volby aminokyselin při návrhu. Detektor pak ověřuje, zda je v sekvenci přítomný. U předpovězené 3D struktury DeepMind upravuje model tak, aby se rozpoznatelný podpis objevil v předpovězených souřadnicích atomů. 6

Sekvence je důležitá i pro fyzický protein: při jeho syntéze se vychází právě z ní, a proto v něm může sekvenční vodotisk zůstat zachován. Naopak nelze automaticky předpokládat, že se označení vložené pouze do digitální 3D struktury přenese i do skutečně vyrobeného proteinu. 6

Co ukázaly laboratorní testy

DeepMind uvádí, že syntetizované proteiny s vodotiskem zůstaly funkční. Šlo o vazebné proteiny cílené na VEGF-A, vazebnou doménu receptoru na spike proteinu SARS-CoV-2 a PD-L1. Jejich výkon byl podle společnosti srovnatelný s neoznačenými návrhy. 6

Společnost také uvádí, že vložení vodotisku do předpovědí modelu AlphaFold 3 zachovalo jeho výkon. V samostatných raných testech fungovaly v bakteriální kultuře také bakteriofágy navržené pomocí Evo 2 a označené vodotiskem. DeepMind upozorňuje, že podrobnější technické informace k této práci teprve zveřejní, takže jde zatím o předběžný výsledek. 6

Možná pomoc při screeningu a ověřování původu

Poskytovatelé syntézy DNA by mohli detekovatelný signál původu návrhu využít jako další důvod k prověření objednávky, vedle již používaných screeningových postupů. Vodotisk by je měl doplňovat, nikoli nahrazovat. 6

Podobně by záznamy ve veřejných biologických databázích, jako jsou Protein Data Bank, UniProt nebo GenBank, mohly být kontrolovány na přítomnost vodotisku. Ten by mohl pomoci označit záznamy vytvořené pomocí AI nebo je předat k další kontrole. Sám o sobě však neprokazuje úplnou historii návrhu. 6

Co DeepMind zpřístupňuje a co zatím nevíme

DeepMind uvádí, že zveřejňuje odbornou práci popisující metody, uvolňuje zdrojový kód a data z experimentů in vitro a poskytuje výzkumníkům také váhy modelů. 6

Zásadní výhrada je jednoduchá: detekovatelný vodotisk nemusí být neodstranitelný. SynthID Bio je slibný důkaz proveditelnosti a první výsledky naznačují, že označení nemusí bránit funkci proteinu. Odolnost proti cílené manipulaci ale ještě musí být ověřena. 6