Een herkenbaar watermerk in AI-ontworpen eiwitten

SynthID Bio is een proof of concept van Google DeepMind om AI-ontworpen eiwitten zelf een detecteerbaar signaal mee te geven. Zo hoeft de herkomst niet alleen vastgelegd te worden op een apart label, dat los kan raken van het ontwerp. DeepMind meldt dat de eiwitten in laboratoriumtests biologisch actief bleven. Of het watermerk bestand is tegen doelbewuste verwijdering, is nog niet aangetoond. 6

Hoe wordt het watermerk aangebracht?

De methode verschilt per soort ontwerp. Bij een eiwitsequentie wordt het watermerk verwerkt in de keuze van aminozuren tijdens het ontwerp. Een detector kan vervolgens de sequentie controleren op het signaal. Voor voorspelde 3D-structuren stemt DeepMind het structuurmodel verder af, zodat de voorspelde atoomcoördinaten een detecteerbare signatuur bevatten. 6

Een sequentiewatermerk kan aanwezig blijven in een eiwit dat daadwerkelijk wordt gemaakt, omdat dat eiwit op basis van die sequentie wordt opgebouwd. Een watermerk dat alleen in een voorspelde 3D-structuur zit, moet je daarentegen niet beschouwen als iets dat automatisch meegaat naar een fysiek eiwit. 6

Wat lieten de tests zien?

DeepMind zegt dat gesynthetiseerde, van een watermerk voorziene eiwitbinders functioneel bleven. Het ging om binders gericht op VEGF-A, het receptorbindende domein van het SARS-CoV-2-spike-eiwit en PD-L1. Volgens het bedrijf presteerden ze vergelijkbaar met ontwerpen zonder watermerk. Ook bleef de modelprestatie behouden toen voorspellingen van AlphaFold 3 werden voorzien van een watermerk. 6

In aparte, vroege tests bleken met Evo 2 ontworpen bacteriofagen — virussen die bacteriën infecteren — functioneel in een bacteriecultuur. DeepMind zegt dat de uitgebreidere technische details van dit werk nog volgen. Het gaat dus om een eerste resultaat, niet om een volledige evaluatie. 6

Mogelijke rol bij screening en databanken

Een detecteerbaar signaal dat op een AI-ontwerp wijst, zou DNA-synthesediensten een extra reden kunnen geven om een bestelling nader te beoordelen. Het is bedoeld als aanvulling op bestaande screening, niet als vervanging daarvan. 6

Ook openbare biologische databanken, waaronder de Protein Data Bank, UniProt en GenBank, zouden inzendingen op het watermerk kunnen controleren. Dat kan helpen om AI-gegenereerde gegevens te labelen of voor beoordeling te markeren, en zo de herkomstinformatie te ondersteunen. Het watermerk alleen bewijst echter niet de volledige geschiedenis van een ontwerp. 6

Wat deelt DeepMind met onderzoekers?

DeepMind zegt de methodenbeschrijving te publiceren, de code en in vitro-gegevens open source beschikbaar te stellen en modelgewichten vrij te geven aan onderzoekers. 6

De kern is dat detecteerbaarheid niet hetzelfde is als onveranderlijkheid. SynthID Bio is een proof of concept met bemoedigende resultaten voor het behoud van eiwitwerking, maar weerstand tegen doelbewuste aanpassing blijft een open vraag. 6