Стэнфорд и Arc Institute создают первые вирусы с использованием искусственного интеллекта, способные заражать бактерии

Исследователи Стэнфордский университет и некоммерческая организация Институт Арки достигли важной вехи в вычислительной биологии, создав первые вирусы, полностью спроектированные с помощью ИИ, способные заражать и убивать бактерии. 

Команда обучила усовершенствованную модель искусственного интеллекта под названием Evo, которая работает по тем же принципам, что и большие языковые модели (LLM), такие как ChatGPT, на основе набора данных из двух миллионов вирусных геномов, что дает ему возможность понимать вирусную структуру, взаимодействие генов и функциональные ограничения.

Используя эту модель, ученые поручили Evo разработать совершенно новые вирусы с нуля, что привело к появлению 302 уникальных конструкций, 16 из которых были признаны функциональными в ходе лабораторных испытаний, что продемонстрировало способность ИИ создавать жизнеспособные биологические системы, которые никогда ранее не существовали.

Эти вирусы, созданные искусственным интеллектом, несли в себе до 392 мутаций, которые никогда не наблюдались в природе, включая комбинации генетических элементов, которые исследователи ранее пытались, но не смогли собрать с помощью традиционных методов инженерии.

Интересно, что когда у бактерий развилась устойчивость к естественным вирусам, вирусы, созданные с помощью ИИ, смогли преодолеть эту защиту в течение нескольких дней, тогда как традиционные вирусные аналоги оказались неэффективными. 

Один особенно примечательный синтетический вирус успешно включил в себя ключевой белковый компонент из отдаленно родственного вируса, достижение, которое ускользало от ученых в течение многих лет, несмотря на неоднократные попытки с использованием стандартных методов генной инженерии. 

Вирусы, созданные с помощью ИИ, открывают новую эру в генной инженерии

Развитие этих Разработано с помощью ИИ Вирусы знаменуют начало новой эры в научных исследованиях, где вычислительные инструменты смогут выйти за рамки чтения и записи геномов и начать их активное проектирование. Как подчеркнули в Институте Arc, «это открывает новую главу в наших возможностях разработки биологических систем на фундаментальном уровне». 

Исследователи подчёркивают, что их ИИ намеренно не обучался работе с вирусами, поражающими людей. Тем не менее, эта технология несёт в себе определённые риски, поскольку потенциально может быть применена другими — будь то из любопытства, научного интереса или со злым умыслом — для изучения человеческих патогенов и создания новых уровней вирулентности. 

Более того, способность ИИ генерировать полные геномы для более сложных организмов остаётся неопределённой, и в настоящее время не существует простого метода тестирования таких конструкций. В отличие от некоторых вирусов, которые можно активировать непосредственно из цепь ДНК Для более крупных организмов, таких как бактерии, млекопитающие или люди, требуются постепенные генетические модификации существующих клеток, процесс, который остается медленным и трудоемким. 

Несмотря на эти трудности, учёные утверждают, что продолжение исследований в этом направлении важно. Они представляют себе автоматизированные лаборатории, в которых можно будет предлагать, экспериментально тестировать и совершенствовать созданные ИИ геномы посредством итеративной обратной связи, что потенциально ускорит разработку и понимание сложных биологических систем.