Учёные Arc Institute впервые использовали искусственный интеллект для создания жизнеспособных бактериофагов — вирусов, поражающих бактерии, — которые не встречаются в природе. Об этом сообщает IXBT News.

Для генерации новых геномов авторы обучили геномную языковую модель Evo на миллионах последовательностей ДНК. Модель выявила эволюционные ограничения, которым подчиняются природные геномы, и смогла создавать их новые варианты. В качестве шаблона использовался безвредный для человека бактериофаг Phi X-174, поражающий кишечную палочку.

Evo сгенерировала 700 000 потенциальных геномов. Исследователи отобрали из них около 300, синтезировали в лаборатории и встроили в бактерии, которые затем произвели зрелые вирусные частицы. Жизнеспособными оказались 16 фагов. Их геномы существенно отличались от природных: содержали новые мутации, необычные гены и регуляторные элементы, а длина варьировалась. Один из фагов использовал в структуре капсида белок упаковки ДНК, принадлежащий эволюционно далёкому вирусу.

Проверка показала, что созданные фаги обладают разной инфекционной активностью и могут заражать два штамма E. coli, включая те, что выработали устойчивость к природному фагу Phi X-174. Смесь из нескольких сгенерированных фагов быстро справилась с резистентными бактериями, тогда как смесь природных фагов — нет. Это демонстрирует потенциал метода для создания фаговой терапии против бактерий, устойчивых к антибиотикам.

Однако технология вызывает опасения у экспертов по биобезопасности. Профессор Том Инглсби и доктор Мориц Ханке из Центра безопасности здоровья при Университете Джонса Хопкинса в сопроводительной статье в Science предупредили, что возможность синтезировать вирусные геномы с помощью генеративного ИИ появилась раньше, чем система управления этой деятельностью.

«Способность создавать вирусные геномы с помощью генеративного ИИ теперь существует. Управления, которое могло бы безопасно направлять ее, — нет», — написали они.

Национальные институты здравоохранения США ввели новые правила, запрещающие эксперименты, повышающие опасность биологических агентов. При этом ограничения не затрагивают исключительно вычислительные исследования: документ разрешает компьютерное моделирование и дизайн новых форм биологических агентов, если они не связаны с объектом, вызывающим озабоченность. Таким образом, разработка ИИ-генераторов геномов остаётся вне прямого регулирования.

Работа Arc Institute — первая, которая доказывает, что генеративные модели способны проектировать целые геномы с заданными свойствами. Это открывает путь к созданию адаптивных фаговых препаратов для борьбы с быстро эволюционирующими бактериями, но одновременно требует новых механизмов контроля за использованием подобных технологий.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы быть в курсе всех новостей и событий Рунета.