Сьогодні ми представили SynthID Bio — метод додавання водяних знаків та виявлення білків, спроєктованих ШІ, тобто будівельних блоків життя.
Ми вважаємо, що це перший випадок в історії, коли людству вдалося синтезувати спроєктовані ШІ білки, які є водночас функціональними та містять водяні знаки. Це видатне інженерне досягнення наших дослідницьких команд @GoogleDeepMind, а також життєво необхідний запобіжник на порозі епохи трансформацій у біологічних дослідженнях.
Генеративний ШІ допомагає науковій спільноті створювати нові біологічні об'єкти, зокрема функціональні білки, за допомогою таких систем, як AlphaProteo та RFDiffusion, і навіть бактеріофаги. Ця потужна технологія здатна докорінно змінити підходи до розробки ефективних методів лікування хвороб, але водночас несе ризик зловживань. Наприклад, згенеровані ШІ білки можуть обходити заходи біобезпеки, які використовують компанії з генного синтезу, а також загрожувати «забрудненням» спільних наукових баз даних.
Протягом багатьох років моя команда в Google DeepMind працювала над тим, щоб моделі ШІ були безпечними, створюючи рішення для відстеження походження результатів роботи генеративного ШІ. Наші дослідження привели до розробки SynthID — передового рішення, яке вбудовує непомітні водяні знаки у згенеровані ШІ об'єкти: зображення, відео, аудіо та текст, — не впливаючи на їхню якість. SynthID уже використано для маркування понад 100 мільярдів зображень і відео та понад 60 000 років аудіозаписів. Цю технологію також застосовують багато наших ключових галузевих партнерів, зокрема OpenAI, NVIDIA та Kakao.
Адаптація SynthID до біологічного світу стала серйозним викликом. У сфері зображень, відео та аудіо непомітність означає врахування особливостей людського сприйняття й уникнення візуальних артефактів чи акустичних спотворень. У біології все інакше. Послідовність білка — це не просто рядок тексту: це фізична сутність, яка має функціонувати в реальному світі та мати справжні біологічні наслідки. Водяні знаки мають сенс лише тоді, коли отримані молекули зберігають свою функцію. Для білка це означає здатність згортатися, взаємодіяти з клітинними рецепторами та контактувати з іншими молекулами точно так само, як його немаркований аналог.
Завдяки SynthID Bio ми досягли ефективного маркування зі збереженням біологічної активності. Ми розробили методи додавання водяних знаків як до послідовностей білків, так і до прогнозів їхньої тривимірної структури. Масштабне тестування SynthID Bio показало, що марковані молекули функціонують і в біологічних середовищах, і щодо реальних терапевтичних мішеней. У лабораторних експериментах in vitro наші марковані біндери продемонстрували таку ж ефективність, як і немарковані аналоги, що підтверджує коректну роботу системи.
Сподіваюся, SynthID Bio стане ключовим рівнем верифікації для відстеження спроєктованих ШІ структур. Автоматично позначаючи згенеровані ШІ білки, ця технологія допоможе постачальникам послуг синтезу оптимізувати повільні ручні перевірки безпеки, які нині гальмують важливі дослідження.
SynthID Bio також допоможе захистити спільний науковий простір. Такі прориви, як AlphaFold, спираються на чисті публічні бази даних, наприклад Protein Data Bank, яким загрожує «забруднення» величезними обсягами згенерованих ШІ прогнозів. Фільтруючи такі помилково класифіковані дані, SynthID Bio зберігає точність наших спільних баз даних і майбутніх алгоритмів, захищаючи їх від ненавмисно неправильно позначених прогнозів.
Ми продовжуємо вдосконалювати SynthID і поширювати його на ще більше біологічних модальностей. Як перший приклад, із радістю повідомляю: у межах поточної співпраці з лабораторією Hie Стенфордського університету та Arc Institute ми розширили можливості SynthID Bio для маркування геному бактеріофага, спроєктованого за допомогою Evo 2. Попередні лабораторні тести на бактеріальних культурах показали, що наші методи маркування здатні зберігати функціональність бактеріофага. Це лише перший етап і перспективний технічний proof-of-concept, і ми з нетерпінням чекаємо можливості поділитися додатковими деталями з науковою спільнотою найближчим часом.
Розробка ефективних стандартів відстеження походження біологічних об'єктів має бути спільною справою. Як і у випадку з базою даних AlphaFold, ми співпрацюємо з науковою спільнотою та фахівцями з біобезпеки, щоб розвивати ці технології разом. Як перший крок ми публікуємо статтю з описом методів, відкриваємо доступ до коду та даних in vitro, а також надаємо вагові коефіцієнти моделей дослідницькій спільноті, щоб повною мірою реалізувати потенціал цієї роботи для біобезпеки.
Ми входимо в епоху, коли біологія перетворюється з науки спостережень на сферу, якою ми можемо відповідально керувати. Саме по собі маркування водяними знаками не вирішить усіх проблем біобезпеки, але це важливий крок до безпечнішого та стійкішого світу. Я переконаний: прогрес слід вимірювати не лише складністю біологічних структур, які ми здатні моделювати, чи їхнім потенційним впливом, а й далекоглядністю та відповідальністю, з якими ми скеровуємо розвиток цих можливостей.
Читайте наш блог: https://deepmind.google/blog/introducing-synthid-bio/ та технічну статтю: https://www.nature.com/articles/s41586-026-10965-y
