AI navrhla první funkční viry, které se v přírodě nevyskytují

Výzkumníci ze Stanfordovy univerzity a Arc Institute využili umělou inteligenci k návrhu 16 funkčních virů s genomy, které v přírodě dosud nebyly spatřeny, což vědci popisují jako velmi významný zlom pro syntetickou biologii. Práce, publikovaná ve čtvrtek v časopise Science, představuje první případ, kdy byla generativní AI použita k vytvoření kompletních, životaschopných virových genomů.bbc+1

Jak to funguje

Tým použil modely AI nazvané Evo 1 a Evo 2, které fungují podobně jako velké jazykové modely typu ChatGPT, ale místo slov předpovídají genetické sekvence. Modely, vytrénované na genetických datech z virů, bakterií, rostlin a lidí, byly doladěny k návrhu bakteriofágů, tedy virů napadajících bakterie, podle přirozeně se vyskytujícího viru Phi X-174, který infikuje pouze E. coli.biorxiv+1

Z přibližně 300 v laboratoři syntetizovaných genomů navržených AI se 16 ukázalo jako životaschopných, úspěšně infikovaly a zahubily bakterie E. coli. Několik z těchto fágů navržených AI prokázalo vyšší zdatnost než přirozený vzorový virus a dokázalo překonat bakteriální rezistenci, se kterou si původní fág neporadil.nytimes+2

Je to poprvé, co byla generativní AI použita k vytvoření kompletního genomu, který se dokáže replikovat a vykonávat další buněčné funkce, řekl BBC Brian Hie, odborný asistent na Stanfordově univerzitě.bbc

Lékařský příslib

Tento průlom otevírá cestu k novým léčebným postupům pro infekce odolné vůči antibiotikům. Koktejl fágů vytvořených AI během testování rychle překonal rezistenci u tří kmenů E. coli, zatímco přirozený virus sám o sobě zcela selhal. Fágová terapie je stále více vnímána jako slibný přístup k boji proti bakteriálním infekcím, které již nereagují na tradiční antibiotika.arcinstitute+2

Patrick Cai, vedoucí genomiky na Manchester Institute of Biotechnology, označil studii za důležitý milník a poznamenal, že modely genomového jazyka začínají chápat principy návrhu kódované evolucí.bbc+1

Obavy o biologickou bezpečnost

V komentáři doprovázejícím publikaci v Science varovali Thomas Inglesby a jeho kolegové z Johns Hopkins Center for Health Security, že zjištění vyvolávají naléhavé otázky ohledně bezpečnosti a zabezpečení, a uvedli, že již nejde o to, zda generativní návrh virů přijde, ale jak může pokračovat, aniž by způsobil vážné škody.bbc

Výzkumníci přijali preventivní opatření tím, že ze svých tréninkových dat vyloučili viry schopné infikovat komplexní organismy a pracovali výhradně na bakteriálních fázích v bezpečném laboratorním prostředí. Genomy inženýrsky upravených fágů obsahují přibližně 5 400 párů bází, což je zlomek zhruba 500 000 párů bází v genomu nejmenší živé buňky, ale Hie naznačil, že jeho tým má rozhodně zájem pracovat na návrhu komplexnějších organismů.bbc