Как пишет The Decoder, исследователи из Стэнфордского университета и некоммерческого Arc Institute совершили прорыв в синтетической биологии: они использовали искусственный интеллект для создания функциональных вирусов, способных уничтожать бактерии. Это первый случай генеративного дизайна полных геномов с помощью ИИ.
Как работает система Evo
В центре проекта находится ИИ-система Evo, которая функционирует как языковая модель, но обучена на биологических данных вместо текстов. Модель тренировали на примерно двух миллионах геномов бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии. Для этого исследования ученые поручили ей предложить варианты вируса phiX174, простого бактериофага, содержащего всего 11 генов и около 5000 букв ДНК.
Исследователи химически синтезировали 302 предложенных ИИ генетических конструкции в виде цепочек ДНК и подвергли их воздействию бактерий E. coli. Шестнадцать из созданных искусственным интеллектом вирусов успешно реплицировались и уничтожали своих бактериальных хозяев.
Научная оценка и критика
Джеф Боке, биолог из NYU Langone Health, описал проект как «впечатляющий первый шаг» к созданию искусственных форм жизни с помощью ИИ, хотя сами вирусы технически не являются живыми организмами. Он отметил, что производительность ИИ была «удивительно хорошей», а его конструкции — «неожиданными», с изменениями в порядке и расположении генов, которые ученые-люди не рассматривали.
Однако не все разделяют энтузиазм. Дж. Крейг Вентер, пионер синтетической ДНК, назвал метод «просто более быстрой версией экспериментов методом проб и ошибок». Его лаборатория ранее создавала синтетические клетки с помощью аналогичного процесса, но с гораздо более медленным ручным поиском в научной литературе.
Генеративный дизайн биологических систем — это не просто ускорение исследований, это принципиально новый подход к биоконструированию. Тот факт, что ИИ предлагает архитектуры геномов, которые не пришли бы в голову человеку, свидетельствует о возникновении настоящего творческого партнерства между исследователем и алгоритмом. Однако стоит помнить, что мы все еще в самом начале пути — от простых вирусов до сложных клеток дистанция огромного размера.
Перспективы и риски технологии
Технология может иметь серьезные практические применения. Врачи давно экспериментируют с фаговой терапией для лечения многолекарственно устойчивых бактериальных инфекций. Вирусы также являются ключевым инструментом в генной терапии, где они доставляют новые гены в человеческие клетки. Вирусы, созданные ИИ, могут сделать оба подхода более эффективными.
Но риски столь же очевидны. Команда сознательно избегала обучения Evo на человеческих патогенах. Тем не менее Вентер выразил «серьезную озабоченность» по поводу того, что может произойти, если тот же подход будет применен к опасным вирусам, таким как оспа или сибирская язва.
Масштабирование метода до живых клеток также гораздо сложнее. Бактерия вроде E. coli содержит примерно в 1000 раз больше ДНК, чем phiX174. «Сложность взлетит до небес — до уровня, превышающего количество субатомных частиц во Вселенной», — предупредил Боке.
Несмотря на это, Джейсон Келли, CEO Ginkgo Bioworks, утверждает, что ускорение разработки клеток с помощью ИИ должно быть национальным приоритетом. Он представляет автоматизированные лаборатории, которые могли бы непрерывно тестировать созданные ИИ конструкции геномов, возвращая результаты обратно в модель.
Оставить комментарий