ИИ впервые создал жизнеспособные вирусы

Исследователи использовали природный бактериофаг ΦX174 как исходный ориентир и поручили моделям Evo 1 и Evo 2 создавать новые варианты полного генома, способные заражать кишечную палочку.

Из тысяч сгенерированных последовательностей для лабораторной проверки отобрали около 300, после чего синтетический генетический материал ввели в бактериальные клетки. Клетки считывали последовательность и собирали вирусные частицы, однако жизнеспособными оказались только 16 вариантов.

Эффективность фагов проверяли на штаммах E. coli, которые приобрели устойчивость к природному ΦX174. Смесь созданных ИИ бактериофагов смогла преодолеть такую устойчивость, причем часть новых вариантов в лабораторных тестах размножалась быстрее исходного природного фага.

В Институте Arc сообщали, что 16 из 285 протестированных конструкций успешно размножались и подавляли рост подходящих бактерий, не воздействуя на неродственные штаммы.

Для медицины результат важен из-за роста устойчивости бактерий к антибиотикам. Фаговая терапия использует вирусы, которые избирательно заражают бактерии, однако подходящий природный фаг приходится искать под конкретный штамм возбудителя, а бактерии способны вырабатывать устойчивость и к нему. Возможность проектировать новые фаги под заданную мишень расширяет возможности разработки препаратов против устойчивых инфекций.

Авторы исследования отдельно указали, что работа требует учета биобезопасности и лабораторного сдерживания. В обучающую выборку проекта не включали вирусы, способные заражать человека, животных или растения, а эксперименты проводили с бактериофагами, ориентированными на бактериальные клетки.

Центр безопасности здравоохранения Университета Джонса Хопкинса ранее относил к ключевым рискам сочетания ИИ и биотехнологий ускоренное создание новых биологических конструкций, способных вызвать масштабные вспышки заболеваний. В материалах центра указано, что контроль необходим на этапе перехода от цифровой последовательности к физически синтезированной ДНК, поскольку производство генетического материала позволяет реализовать компьютерный проект в лаборатории.

Эксперимент показал, что генеративные модели уже способны работать с полным вирусным геномом, хотя доля успешных конструкций остается низкой. Практический результат получен и для фаговой терапии, где новые варианты вирусов могут применяться при работе с бактериями, которые перестают реагировать на существующие препараты.