Группа учёных из Стэнфордского университета и некоммерческого института Arc Institute в Пало-Альто (Калифорния) сообщила о создании новых генетических кодов для вирусов при помощи искусственного интеллекта. Несколько из этих вирусов успешно реплицировались и уничтожили бактерии в лабораторных условиях. Авторы работы описывают свою разработку как «первый генеративный проект полных геномов».

Учёные использовали две версии алгоритма искусственного интеллекта под названием Evo, работающего по принципу больших языковых моделей, таких как ChatGPT. Однако вместо текстов Evo обучался на геномах около 2 миллионов бактериофагов – вирусов, поражающих бактерии. В качестве основы был взят бактериофаг phiX174, имеющий всего 11 генов и около 5000 «букв» ДНК.

Затем учёные химически синтезировали 302 варианта геномов, предложенных ИИ, в виде цепочек ДНК и смешали их с бактериями E. coli. В результате эксперимента, учёные наблюдали образование зон гибели бактерий в чашках Петри. Из 302 созданных геномов 16 оказались работоспособными: спроектированные ИИ бактериофаги начали репликацию, разрушая и убивая бактерии.

Сгенерированные бактериофаги. Источник: Samuel H. King, Claudia L. Driscoll, David B. Li, Daniel Guo, Aditi T. Merchant, Garyk Brixi, Max E. Wilkinson, Brian L. Hie / CC-BY 4.0 International license

Джей Крейг Вентер, создавший одни из первых организмов с искусственно созданной ДНК почти два десятилетия назад, сравнил новый метод с «более быстрой версией проб и ошибок». Он отметил, что его команда в 2008 году создала бактерию с искусственно синтезированным геномом после длительного процесса тестирования различных генов, называя его «ручной версией ИИ». Однако именно скорость является ключевым преимуществом нового подхода. Авторы работы считают, что методы, основанные на моделях искусственного интеллекта, могут значительно модернизировать биологию. Так, в 2024 году Нобелевская премия была присуждена за предсказание формы белков с помощью ИИ. А инвесторы вкладывают миллиарды долларов в разработку новых лекарств с помощью ИИ.

Созданные с помощью компьютера вирусы могут найти коммерческое применение, например, в фаговой терапии – лечении бактериальных инфекций. Аналогичные разработки проводятся для борьбы с чёрной гнилью капусты.

Учёные из Стэнфорда заявляют, что намеренно не обучали свой ИИ на вирусах, опасных для человека. Однако такая технология несёт в себе риск, что другие учёные могут использовать её для работы с патогенами, что вызывает серьёзные опасения. Джей Крейг Вентер выразил глубокую обеспокоенность по поводу возможности использования подобных методов для вирусов оспы или сибирской язвы.

Вопрос о создании генома более сложного организма с помощью ИИ остаётся открытым. Например, геном E. coli примерно в тысячу раз больше, чем у phiX174. На данный момент нет простого способа проверить подход для больших геномов. В то время как некоторые вирусы могут «запускаться» с одной лишь цепочки ДНК, это не относится к бактериям, млекопитающим или человеку.

Подробнее на iXBT