Използвайки ДНК, проектирана от изкуствен интелект, са създадени вируси, които могат да атакуват и убиват специфични бактерии. Работата на екип от изследователи от Станфордския университет и Института Arc в Пало Алто, Калифорни, публикувана в статия, очакваща експертна оценка, е убедително доказателство за полезността на големите езикови модели (LLMs) в биоинженерството, заявяват авторите.
И това не са просто симулирани възможности – те са реални и вече унищожават микроби в лабораторни условия.
"За първи път системите с изкуствен интелект успяват да запишат кохерентни последователности в геномен мащаб", заявява пред Nature старши автор Брайън Хие (Brian Hie), компютърен биолог от Станфорд. "Следващата стъпка е живот, генериран от изкуствен интелект."
Съавторът Самюъл Кинг (Samuel King) обаче предупреждава, че "необходими са много експериментални постижения, за да се създаде цял жив организъм".
Вирусите не се смятат за съвсем живи същества. Те са като малки геномни роботи, които превземат нашата биология, за да се репликират, тъй като не генерират собствена енергия и не могат да се възпроизвеждат сами. Те не са изградени от клетки и се управляват от строг набор от програмирани инструкции да се размножават на всяка цена. Тъй като геномите им са твърде прости, те са по-лесни за манипулиране и не толкова трудни за пресъздаване от хората или големите езикови модели. Но да припомним: геномът е цялата ДНК в организма, а не само няколко нишки. (вж "Сянката на живота: Хипотези за произхода на вирусите")
Електронна микрография на фаги ΦX174 (вляво) и 3D структурата на единичен фаг ΦX174 (вдясно). Всеки капсид ΦX174 е изграден от 120 взаимосвързани протеинови вериги, които се събират, за да образуват перфектно симетрична обвивка. Кредит: Wikimedia и David Goodsell.
В проучването изследователите са използвали модел на изкуствен интелект, наречен Evo, за да създадат вирусните геноми. За разлика от универсалния LLM модел за програмиране, Evo е специално обучен върху милиони геноми на бактериофаги.
Бактериофагът е вирус, който заразява бактерии. За отправна точка изследователите избрали фаг, наречен phiX174 (или ΦX174), който заразява щамове от огромното семейство бактерии E. coli. Като първият ДНК-базиран геном, който е секвениран, phiX174 е детайлно проучен и добре изучен вирус и има само около 5400 базови двойки и 11 гена.
Синтетичният фаг Evo-Φ36. Кредит: Arc Institute
След като проучват LLM модела, екипът разработва 302 вирусни дизайна. Изследователите решават, че най-добрият начин да ги тестват, е да отпечатат или химически сглобят всички и да ги пуснат в действие срещу реални щамове на E. coli.
Някои от тях проработват - 16 от вирусите, създадени от изкуствен интелект, успешно заразяват своите гостоприемници, вмъквайки своята ДНК, завземат бактериите, принуждават ги да започнат да произвеждат свои копия, и накрая убиват гостоприемника си.
Шестнадесет от 302 не е висока успеваемост, но въпреки това е забележително постижение. Изследователите установяват, че техните създадени с роботи творения могат да убият три различни щама на E. coli, превъзхождайки естествения вирус phiX174.
"В много случаи те са били по-заразни от естествения тип phiX174, те имат големи геномни промени, които човек едва ли би могъл да се сети да проектира", пише Нико Маккарти (Niko McCarty), бивш биоинженер в Калифорнийския технологичен институт и Импириъл Колидж Лондон, за Asimov Press.
Схема на генома ΦX174, с обозначени ключови протеинови функции. Обърнете внимание как някои гени се припокриват с други; B и K, например, са вградени в гените A* и C. Кредит: Arc Institute
Колкото и обещаващи да са резултатите, те повдигат и огромни етични опасения. Експертите предупреждават, че ако модел с изкуствен интелект може да създаде функциониращи фаги, той би могъл да бъде злоупотребен за създаване на биологични оръжия или дори неволно да създаде неконтролируем вирус.
"Една област, в която призовавам за изключително внимание, са всякакви изследвания за усилване на вирусната активност, особено когато са произволни, при положение, че не се знае какво ще се получи", коментира пред MIT Technology Review Крейг Вентър (Craig Venter), основател на Института "Дж. Крейг Вентър", известен с пионерската си работа в създаването на организми със синтетична ДНК . "Ако някой направи това с едра шарка или антракс, щях да имам сериозни опасения."
И дори според Вентър, използването на изкуствен интелект не е чак толкова радикално - това е "просто по-бърза версия на експерименти с проба-грешка".
Схема на експерименталния анализ, използван за сравняване на фаги, проектирани с изкуствен интелект. Кредит: Arc Institute
Разбира се, тази статия вероятно ще разтревожи хората, работещи в областта на биосигурността. Авторите посочват, че Evo 2 изключва човешките вируси от данните си за предварително обучение, а също така показват, че "както предварителното обучение, така и фината настройка са необходими за кохерентно генериране на сложни системи". Тъй като моделът Evo 2 е напълно отворен – включително неговия "код за обучение, код за извод, параметри на модела и... данни за обучение" – тогава достатъчно мотивиран човек би могъл по принцип да трансформира тези модели, за да проектира човешки вируси. Геномът на HIV е с дължина само около 10 000 бази (не много по-голям от бактериофагите), а геномът на коронавируса е с дължина около 30 000 бази.
Но дори една проста бактерия като E. coli има геном с три порядъка по-голям от ΦX174. Използването на тези модели за проектиране на бактерии или човешки клетки ще изисква много по-подготвени набори от данни и много повече изчислителни ресурси.
Все още съществува и проблемът със синтеза и сглобяването на ДНК. Изграждането на стотици малки фагови геноми за тестване в лаборатория не е твърде скъпо, но изграждането на стотици бактериални геноми би довело до фалит на повечето биотехнологични компании. С други думи, използването на изкуствен интелект за създаване на синтетични геноми струва много както на етапа на проектиране, така и на етапа на изграждане.
Но досега моделите с изкуствен интелект само демонстрираха, че могат да генерират някои ДНК последователности, подобни на тези в протеините. И някои от тези нови геноми, написани от изкуствен интелект, са "толкова различни от всеки известен геном на бактериофаги, че технически биха били класифицирани като собствен вид", според Маккарти.
Като цяло, това е първият път, когато технологията е създала цели геноми, които действително работят в реалния свят. И това е доста важно, независимо дали е добро или лошо.
Справка: Samuel H. King, Claudia L. Driscoll, David B. Li, Daniel Guo, Aditi T. Merchant, Garyk Brixi, Max E. Wilkinson, Brian L. Hie; bioRxiv 2025.09.12.675911; doi: https://doi.org/10.1101/2025.09.12.675911
Източник: McCarty, Niko. “AI-Designed Phages.” Asimov Press (2025). https://doi.org/10.62211/21er-45fg
Още по темата
Животът
Има безпрецедентен риск от синтетичен "огледален живот" от обратни протеини и захари
Животът
Преди 4,2 милиарда години последният ни универсален общ прародител се е борил с най-вечния ни враг - вирусите
Животът
Сянката на живота: Хипотези за произхода на вирусите
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
helper68
Използването на смартфон в тоалетната е свързано с 46% по-висок риск от хемороиди
YKoshev
Доколко съвместими са минерално-суровинният отрасъл и чистата околна среда?
Козон
Мистериозен череп на гръцки хоминин е датиран на поне 286 000 години
Peter Petrov
След многократни експлозии нов тест за мегаракетата на Мъск