Yapay zeka modelleri, bilim dünyasında devrim yaratıyor! Günlük hayatımızda kullandığımız ChatGPT, DeepSeek, Gemini gibi büyük dil modelleri (LLM’ler), dil işleme konusunda devrim yaratırken, şimdi benzer teknoloji biyolojiye uygulanıyor. Peki, Büyük Biyoloji Modeli (LBM) denilen bu yapay zeka modelleri neden bu kadar güçlü?

LLM’ler, büyük miktarda veriyi işleyerek örüntüleri anlamakta ve tahminler yapmakta müthiş bir başarıya sahip. Ancak biyoloji için özel olarak geliştirilen Büyük Biyolojik Modeller (LBM’ler), genetik kodları anlamak için özelleştirilmiş bir mimariye sahiptir. Evo 2 de bir LBM olarak çalışıyor ve kelimeler yerine DNA, RNA ve protein dizilerini analiz ediyor! Yani Evo 2, genetik kodu okuyup yorumlayarak bilim insanlarına hastalıkları anlamada, ilaç geliştirmede ve hatta yepyeni biyolojik özellikler tasarlamada yardımcı oluyor.

İnsan Genomu: Milyarlarca Harften Oluşan Bir Şifre

Genom, bir organizmanın sahip olduğu tüm genetik bilgiyi içeren devasa bir bilgi deposudur. İnsan genomu, yaklaşık 3,2 milyar baz çiftinden oluşur. Nükleotidler, genetik kodumuzun temel yapı taşlarıdır ve kelimeler gibi dizilerek vücudumuzun nasıl çalıştığını belirler.

Bunu şöyle düşünebiliriz: Eğer insan genomu bir kitap olsaydı, bu kitap yaklaşık 1 milyon sayfadan oluşan dev bir ansiklopedi olurdu. Her sayfa, vücudumuzdaki belirli bir işlevi tanımlayan genetik kodu içerirdi. Bu sadece insan genomu, şimdi Evo 2’nin 128 bin farklı canlı türünün her birinin genetik kodunu okuyup analiz edebilen bir yapay zeka modeli olduğunu düşünün!

Evo 1 ve Evo 2 Arasındaki Farklar

Evo 2, geçen yıl yayınlanan Evo 1 modelinin geliştirilmiş bir versiyonu. Evo 1, genetik dizileri analiz etme konusunda büyük bir başarı göstermiş olsa da, Evo 2 daha büyük bir veri setiyle eğitildi ve daha fazla biyolojik sistemin incelenmesine olanak tanıyor. Evo 1’e kıyasla, Evo 2:

• Daha geniş bir veri tabanına sahip ve 128.000’den fazla türün (insan, hayvan, bitki, bakteri ve mantarlar dahil) genomlarıyla eğitildi.
• 9,3 trilyon nükleotit üzerinde çalışarak genetik kodları daha hassas analiz edebiliyor.
• Genom tasarımında daha yetenekli, yani sadece var olan genetik yapıları analiz etmekle kalmayıp, yeni biyolojik dizilimler de oluşturabiliyor.

Evrim ve Genetik Mühendislik: Geçmiş ve Gelecek

Farklı türler arasında işlev transferi, bilim insanları tarafından daha önce başarıldı. Örneğin, kedilerin genomuna, karanlıkta yeşil flüoresan üreterek parlayan bir denizanasının genleri eklenmiş ve bu sayede gece parlayan kediler üretilmişti. CRISPR gibi gen düzenleme teknolojileri, DNA’yı değiştirmemize olanak tanıyor.

Buradaki asıl sorun, yapılan değişikliğin tüm genom üzerindeki etkisinin tam olarak bilinememesi ve milyonlarca nükleotitten oluşan DNA’nın tamamının bir bütün olarak anlaşılamamasıydı. Evo 2, bugüne kadar okuyamadığımız tüm genetik kitabı okuma ve analiz etme fırsatı sunuyor.

Evo 2 ile Geleceğin Kapıları Aralanıyor

Evo 2, tam 9,3 trilyon genetik veri üzerinde eğitildi. Bu devasa veri seti sayesinde DNA’nın işleyişini analiz edebiliyor, hastalıklarla ilişkili genetik değişiklikleri tespit edebiliyor ve hatta yeni genetik dizilimler tasarlayabiliyor.

Peki bu ne anlama geliyor?

• Kanser gibi hastalıkları önceden tespit edebilir. Evo 2, genetik mutasyonları %90 doğrulukla tahmin edebiliyor. Örneğin, meme kanseriyle bağlantılı BRCA1 geni üzerindeki bilinmeyen mutasyonları tespit etmek için kullanılabilir.
• İlaç keşfini hızlandırabilir. Yeni moleküllerin tasarlanmasıyla kişiye özel tedavilerin geliştirilmesini mümkün kılabilir.
• Tarımda devrim yaratabilir. Daha besleyici ve iklim değişikliğine dayanıklı bitkiler üretmek için kullanılabilir.
• Çevre bilimine katkı sunabilir. Petrol ve plastik atıkları parçalayan özel proteinler tasarlamak mümkün olabilir.

Peki ya Riskler?

Bilim insanları, ters kiraliteli mikropların doğal bağışıklık sistemleri ve biyolojik bozunma mekanizmaları tarafından tanınamayacağı konusunda uyarıyor. Normal bakteriler, virüsler (fajlar) ve diğer mikroorganizmalar tarafından kontrol edilirken, ters kiraliteli bakteriler bu doğal düşmanlardan korunmuş olur. Bu da onların doğal rekabet sisteminden bağımsız olarak üreyebileceği ve ekosistem dengesini bozabileceği anlamına gelir.

Ters kiralite, doğada bulunan biyolojik moleküllerin ayna görüntülerine sahip olan ancak onlarla etkileşime giremeyen versiyonlarıdır. Canlı organizmalardaki proteinlerin yapı taşları olan amino asitler genellikle L-izomer, şekerler ise D-izomer formundadır. Bu biyolojik homokiralite, organizmaların metabolizması, hücresel iletişim ve bağışıklık sistemi için kritiktir. Eğer ters kiraliteli bakteriler üretilir ve serbest bırakılırsa, doğada besin zincirinde rakipsiz hale gelerek ekolojik sistemleri çökertme riski taşıyabilirler.

Ayrıca, bilim insanları ters kiraliteli bakterilerin çevresel döngüleri bozabileceği ve antibiyotiklerin bu organizmalara karşı etkisiz kalabileceği konusunda uyarıyor. Çünkü mevcut antibiyotiklerin çoğu belirli kiraliteye sahip moleküller içerdiğinden, ters kiraliteli bakteriler bu ilaçlardan etkilenmeyebilir. Bunun sonucunda, mevcut enfeksiyonlarla mücadelede büyük zorluklar ortaya çıkabilir.

Tüm bu gelişmeler, genetik mühendislik ve yapay zekanın birleşiminin kontrolsüz bir şekilde ilerlediğinde nasıl büyük bir biyogüvenlik tehdidine dönüşebileceğini gösteriyor. Ters kiraliteli organizmaların oluşturabileceği potansiyel tehlikeler göz önüne alındığında, bilim insanları küresel ölçekte ciddi düzenlemeler getirilmesi gerektiğini vurguluyor. Eğer böyle bir organizma laboratuvardan dışarı çıkarsa, tüm ekosistemleri yok edebilecek kadar büyük bir risk oluşturabilir. Yapay zekanın sağladığı güçle bu tür senaryoların gerçekleşmesi artık bilim kurgu olmaktan çıkıp ciddi bir biyogüvenlik meselesi haline geliyor.. Örneğin, geçtiğimiz ay ters kiraliteye sahip moleküller üzerine çalışan bilim insanları, bu yöntemle tamamen ters kiraliteye sahip mikroplar üretmenin mümkün olabileceğini öne sürdü. Ters kiralite, canlıların yapı taşlarını oluşturan proteinlerin ve moleküllerin normalde sahip oldukları yönün tam tersine sahip olmasıdır.

Evo 2 ile Geleceğin Kapıları Aralanıyor

Evo 2, tam 9,3 trilyon genetik veri üzerinde eğitildi. Bu devasa veri seti sayesinde DNA’nın işleyişini analiz edebiliyor, hastalıklarla ilişkili genetik değişiklikleri tespit edebiliyor ve hatta yeni genetik dizilimler tasarlayabiliyor.

Peki bu ne anlama geliyor?

• Kanser gibi hastalıkları önceden tespit edebilir. Evo 2, genetik mutasyonları %90 doğrulukla tahmin edebiliyor. Örneğin, meme kanseriyle bağlantılı BRCA1 geni üzerindeki bilinmeyen mutasyonları tespit etmek için kullanılabilir.
• İlaç keşfini hızlandırabilir. Yeni moleküllerin tasarlanmasıyla kişiye özel tedavilerin geliştirilmesini mümkün kılabilir.
• Tarımda devrim yaratabilir. Daha besleyici ve iklim değişikliğine dayanıklı bitkiler üretmek için kullanılabilir.
• Çevre bilimine katkı sunabilir. Petrol ve plastik atıkları parçalayan özel proteinler tasarlamak mümkün olabilir.

İnsan Biyolojisini Yeniden Şekillendirmek Mümkün mü?

Evo 2’nin en ilginç özelliklerinden biri de yeni genom tasarımları yapabilmesi. Bu, sadece hastalıkları tedavi etmekle sınırlı kalmayıp, insan biyolojisini baştan şekillendirme potansiyeli taşıyor.

Gelecekte belki de gece karanlıkta parlayan insanlar görebiliriz! Bu tür uç örnekleri, Evo 2’nin potansiyelini daha iyi anlatabilmek için veriyoruz. Amacımız, genetik mühendislik sayesinde biyolojinin sınırlarının nasıl değişebileceğini göstermek.

Nasıl mı? Ateş böceklerinin ışık yaymasını sağlayan proteinler, genetik mühendislik yoluyla insan DNA’sına eklenebilir. Böylece, tıpkı biyolojik bir gece lambası gibi kendi ışığımızı yayabiliriz! Ateş böceklerinin ışık yaymasını sağlayan proteinler, genetik mühendislik yoluyla insan DNA’sına eklenebilir. Böylece, tıpkı biyolojik bir gece lambası gibi kendi ışığımızı yayabiliriz!

Bir defa insanın bilgi kaynağını değiştirmeyi başarabildiğimizde ve Evo 2’nin genom tasarım yeteneklerini uygulamaya dökebildiğimizde ne kadar ileri gidebileceğimizi bir düşünün. Örneğin siz ne tür bir özellik isterdiniz:

• Renk değiştiren bir cilt (Bukalemun gibi çevremize uyum sağlamak için  değişen bir ten rengi!)
• Plajda güneş yanığı olma korkusu olmadan güneşlenmemize yarayacak, Güneş ışınlarına karşı kendini yenileyen deri
• Su altında nefes alabilen akciğerler
• Zehirli maddelere karşı bağışıklık kazanan bir metabolizma

Şaka bir yana, Pandora’nın kutusu bir kez açıldığında bu teknolojinin sınırlarını kestirmek oldukça zor. İnsanlık için büyük fırsatlar sunduğu gibi etik açıdan da pek çok soruyu beraberinde getiriyor.

Bilim Kurgu mu, Yoksa Yakın Gelecek mi?

Evo 2, NVIDIA BioNeMo platformu üzerinden tüm dünyadaki araştırmacıların kullanımına açıldı. Bu, genetik kodumuzu anlamak ve değiştirmek için yepyeni bir çağın başlangıcı olabilir. Bilim insanları, Evo 2’yi bir ‘uzaya gönderilen güçlü bir teleskop’ gibi görüyor. Çünkü bu yapay zeka, DNA’mızın en derin noktalarını keşfetmemizi sağlayacak.

Belki de insanlık tarihinde bir dönüm noktasındayız. Gelecekte sadece hastalıklarla savaşmakla kalmayacak, aynı zamanda biyolojik sınırlarımızı da genişleteceğiz. Peki sizce, insanlar için yeni biyolojik yetenekler geliştirmek etik mi? Bu devrim bizi nereye götürecek?

Görüşlerinizi paylaşın, tartışmaya katılın!
Kaynaklar

1. Sahana Ghosh, “Scientists warn of mirror bacteria risks,” Nature, 28 Aralık 2024. (https://www.nature.com/articles/d44151-025-00003-7)
2. Anthony Costa, “Massive Foundation Model for Biomolecular Sciences Now Available via NVIDIA BioNeMo,” NVIDIA Blog, 19 Şubat 2025. (https://blogs.nvidia.com/blog/evo-2-biomolecular-ai/)