Исследователи использовали модели искусственного интеллекта Evo1 и Evo2, которые работают по принципу языковых моделей вроде ChatGPT, но вместо текста анализируют генетические последовательности. ИИ обучали на кодах вирусов, бактерий, растений и человека, чтобы он мог прогнозировать закономерности в структуре ДНК и создавать новые варианты бактериофагов.
После генерации моделей ученые отобрали 302 наиболее перспективных варианта и синтезировали их геномы в лаборатории. В результате 16 созданных ИИ вирусов смогли заразить и уничтожить бактерии E. coli (кишечную палочку). Исследователи проверяли их действие на чашках Петри: появление чистых участков без бактерий стало признаком того, что новые фаги работают.
Технология может стать основой для развития фаготерапии — метода лечения бактериальных инфекций с помощью вирусов, которые поражают только определенные бактерии.
Такой подход рассматривается как один из способов борьбы с растущей проблемой устойчивости бактерий к антибиотикам. В долгосрочной перспективе ИИ-проектирование биологических систем может использоваться для создания новых лекарств, ферментов и инструментов для генной терапии.
Создание жизнеспособного вируса стало очередным этапом развития генеративного ИИ в биологии. Ранее алгоритмы уже применялись для поиска отдельных молекул и антибиотиков, но никогда — для сборки целого генома. При этом генетический код бактериофага насчитывает всего около 5400 пар оснований, тогда как геном человека состоит из трех миллиардов. Авторы исследования отмечают, что проектирование более сложных живых клеток потребует колоссальной работы, но это уже не кажется невозможным.
Вместе с тем, прорыв встревожил специалистов по биобезопасности. В Центре Джонса Хопкинса заявили, что технология создания вирусных геномов требует немедленного пересмотра подходов к биологической защите. Главный риск, по мнению экспертов, в том, что такие же инструменты ИИ могут попасть в руки злоумышленников и позволить им создать новые патогены, к которым у человечества нет иммунитета.
Исследователи заявляют, что приняли меры предосторожности. В обучающие данные не включали вирусы, способные заражать сложные организмы, а эксперименты проводились только с бактериофагами в защищенной лаборатории.
