KI har designet de første funksjonelle virusene som ikke finnes i naturen

Forskere ved Stanford University og Arc Institute har brukt kunstig intelligens til å designe 16 funksjonelle virus med genomer som aldri før er sett i naturen, i det forskere beskriver som et "svært viktig vendepunkt" for syntetisk biologi. Arbeidet, som ble publisert torsdag i tidsskriftet Science, markerer første gang generativ KI har blitt brukt til å skape komplette, levedyktige virusgenomer.bbc+1

Hvordan det fungerer

Teamet brukte KI-modeller kalt Evo 1 og Evo 2, som fungerer på samme måte som store språkmodeller som ChatGPT, men som forutsier genetiske sekvenser i stedet for ord. Modellene ble trent på genetiske data fra virus, bakterier, planter og mennesker, og finjustert for å designe bakteriofager – virus som angriper bakterier – basert på et naturlig forekommende virus kalt Phi X-174 som kun infiserer E. coli.biorxiv+1

Av omtrent 300 KI-genererte genomdesign som ble syntetisert i laboratoriet, viste 16 seg å være levedyktige, og de klarte å infisere og drepe E. coli-bakterier. Flere av de KI-designede fagene viste høyere fitness enn det naturlige malviruset og var i stand til å overvinne bakteriell resistens som det opprinnelige viruset ikke kunne.nytimes+2

"Dette er første gang generativ KI har blitt brukt til å utforme et komplett genom som kan kopiere seg selv og utføre andre cellulære funksjoner," sa Brian Hie, førsteamanuensis ved Stanford University, til BBC.bbc

Medisinsk potensial

Gjennombruddet åpner en vei mot nye behandlinger for antibiotikaresistente infeksjoner. En cocktail av de KI-genererte fagene overvant raskt resistens i tre E. coli-stammer under testing, mens det naturlige viruset alene feilet fullstendig. Fageterapi blir i økende grad sett på som en lovende tilnærming for å bekjempe bakterielle infeksjoner som ikke lenger responderer på tradisjonell antibiotika.arcinstitute+2

Patrick Cai, leder for genomikk ved Manchester Institute of Biotechnology, kalte studien en "viktig milepæl" og bemerket at genom-språkmodeller "begynner å forstå designprinsippene kodet av evolusjonen."bbc+1

Biosikkerhetsbekymringer

I en kommentar til Science-publikasjonen advarte Thomas Inglesby og kolleger ved Johns Hopkins Center for Health Security om at funnene reiser "presserende spørsmål om sikkerhet og trygghet". De uttalte at det ikke lenger er et spørsmål om hvorvidt generativ virusdesign vil komme, men hvordan det kan fortsette "uten å muliggjøre alvorlig skade."bbc

Forskerne tok forholdsregler ved å ekskludere virus som er i stand til å infisere komplekse organismer fra treningsdataene sine, og de jobbet utelukkende med bakteriofager i et sikkert laboratoriemiljø. De konstruerte fag-genomene består av omtrent 5 400 basepar – en brøkdel av de omtrent 500 000 baseparene i genomet til den minste levende cellen – men Hie indikerte at teamet hans "definitivt er interessert i å jobbe mot" å designe mer komplekse organismer.bbc