OpenAI y Ginkgo Bioworks muestran cómo la IA puede acelerar el descubrimiento científico

Experimentos diseñados por IA realizados por robots insinúan un nuevo enfoque de la biología

Por Deni Ellis Béchard editado por Eric Sullivan

El GPT de OpenAI puede resumir artículos de investigación y hacer predicciones, pero ¿puede hacer ciencia? ¿Puede generar hipótesis, diseñar experimentos, interpretar resultados e iterar? El verano pasado, investigadores de OpenAI y Ginkgo Bioworks, una empresa que diseña e instala laboratorios autónomos gestionados por robots, decidieron averiguarlo.

Aunque los sistemas de inteligencia artificial han obtenido puntuaciones altas en matemáticas, física e informática, la biología es más difícil de medir, dice Joy Jiao, que dirige la investigación en ciencias biológicas en OpenAI. “Para algo como ‘diseñar el experimento óptimo’, no hay una respuesta correcta. Es lo que llamamos un problema difícil: es difícil generar una solución y también es muy difícil de verificar”. Eso llevó al equipo a realizar experimentos de diseño de IA utilizando la proteína fluorescente verde de supercarpeta (sfGFP), una proteína de medusa diseñada que es un punto de referencia común porque proporciona una señal rápida e inequívoca: brilla en verde.

Mientras que el GPT-5 de OpenAI proporcionó los diseños experimentales, Ginkgo Bioworks proporcionó lo que su cofundador y director ejecutivo Jason Kelly llama el “Waymo” de la biología: un sistema de laboratorio automatizado donde los investigadores establecen objetivos y la IA maneja. El laboratorio robótico autónomo puede procesar experimentos rápidamente y operar sin supervisión humana constante.

Sobre el apoyo al periodismo científico

Si está disfrutando de este artículo, considere apoyar nuestro periodismo galardonado suscribiéndose. Al comprar una suscripción, ayudas a garantizar el futuro de historias impactantes sobre los descubrimientos y las ideas que dan forma a nuestro mundo actual.

El equipo centró su experimento en la síntesis de proteínas libres de células (CFPS), una técnica para producir proteínas sin células vivas. La biofabricación tradicional se basa en la modificación genética de células vivas para producir medicamentos como la insulina. CFPS produce proteínas fuera de las células haciendo funcionar la propia maquinaria de producción de proteínas de la célula en una mezcla controlada.

“Es una de las formas más rápidas de producir proteínas”, dice Reshma Shetty, directora de operaciones y cofundadora de Ginkgo Bioworks. “No es necesario clonar el ADN, colocarlo en la célula y esperar a que crezca”. Mejorar la CFPS podría tener implicaciones importantes para los medicamentos, los alimentos y los productos agrícolas.

Desde la sede de OpenAI en San Francisco, California, GPT-5 diseñó experimentos y los envió por todo el país a los sistemas robóticos de Ginkgo Bioworks en Boston. A medida que avanzaba, GPT-5 analizó los datos entrantes y propuso nuevos experimentos, que tardaron aproximadamente una hora por ciclo. “En el tiempo que le tomaría a un humano tomar su café, sentarse frente a su computadora, iniciar sesión y prepararse para trabajar, el modelo podría tomar los datos, analizarlos y proponer nuevos experimentos”, dice Shetty.

“Al comienzo de este proyecto, no sabía si podríamos diseñar un único experimento”, dice Jiao. “Recuerdo que cuando llegaron los resultados experimentales, la reacción de ambos lados fue como, oh, producimos una cantidad de proteína distinta de cero, y eso fue algo sorprendente”.

Después de dos meses y más de 36.000 pruebas de composiciones de reacción únicas, el sistema impulsado por IA redujo el costo de producir la proteína en aproximadamente un 40 por ciento en comparación con un punto de referencia previamente informado por el laboratorio del bioingeniero Michael Jewett en la Universidad de Stanford. “Honestamente, es algo bastante importante”, dice Jewett, cuyo laboratorio publicó su propio artículo de referencia la semana pasada en Nature Communications. “¿Cómo podemos desarrollar medicamentos más rápido para hacer llegar antes a los pacientes terapias que salven vidas? Creo que la integración de la inteligencia artificial y los laboratorios autónomos es una forma de hacerlo”.

La colaboración OpenAI-Ginkgo Bioworks también produjo un momento de novedad inesperada. Cuando el equipo le dio a GPT-5 acceso a nuevos reactivos, “trató de incluir tantos como pudo”, dice Jiao. “Entonces, lo que hizo el modelo fue establecer la cantidad de agua en algo negativo”. No es posible iniciar un experimento con un volumen de agua negativo. En el laboratorio, cuando los técnicos robóticos de Ginkgo Bioworks vieron el problema, realizaron los experimentos de todos modos en un volumen total ligeramente mayor que el especificado.

La composición de reacción mejorada con IA ya está disponible comercialmente. Más importante aún, el 2 de marzo, Ginkgo Bioworks lanzó su Ginkgo Cloud Lab, que permite a los investigadores de cualquier lugar enviar experimentos a sistemas de laboratorio autónomos a partir de sólo 39 dólares por ejecución. Mientras tanto, el Departamento de Energía de Estados Unidos está financiando un laboratorio autónomo de 97 robots en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en el estado de Washington. El laboratorio será construido por Ginkgo Bioworks y está previsto que entre en funcionamiento en 2030. “[AI] Los modelos por sí solos no van a ser suficientes”, afirma Shetty. “Se necesitan modelos combinados con laboratorios que puedan realizar la validación experimental”.

Es hora de defender la ciencia

Si te ha gustado este artículo, me gustaría pedirte tu apoyo. Científico americano ha servido como defensor de la ciencia y la industria durante 180 años, y ahora mismo puede ser el momento más crítico en esos dos siglos de historia.

he sido un Científico americano suscriptor desde que tenía 12 años y me ayudó a moldear mi forma de ver el mundo. Ciencia-Am Siempre me educa y me deleita, e inspira una sensación de asombro por nuestro vasto y hermoso universo. Espero que también lo haga por ti.

Si te suscribes a Científico americanousted ayuda a garantizar que nuestra cobertura se centre en investigaciones y descubrimientos significativos; que tenemos los recursos para informar sobre las decisiones que amenazan a los laboratorios en todo Estados Unidos; y que apoyemos a los científicos tanto en ciernes como en activo en un momento en el que con demasiada frecuencia el valor de la ciencia misma pasa desapercibido.

A cambio, obtiene noticias esenciales, podcasts cautivadores, infografías brillantes, boletines informativos imperdibles, vídeos imprescindibles, juegos desafiantes y los mejores escritos e informes del mundo científico. Incluso puedes regalarle a alguien una suscripción.

Nunca ha habido un momento más importante para que nos levantemos y demostremos por qué la ciencia es importante. Espero que nos apoyes en esa misión.