Учёные из Стэнфорда и Arc Institute впервые продемонстрировали, что искусственный интеллект способен создавать полноценные вирусы. Результаты исследования опубликованы на bioRxiv.

Алгоритм сгенерировал около 300 вариантов ДНК для бактериофага ΦX174. Этот вирус поражает вредоносные бактерии, но безопасен для человека. По такому принципу работают и антибиотики, но есть устойчивые к ним инфекции, поэтому учёные ищут новые способы борьбы. И тут на помощь приходят бактериофаги.
Бактериофаги, или фаги, прикрепляются к клетке, вводят в неё свой геном и заставляют его производить новые частицы, пока бактерия не разрушится.
После лабораторной сборки исследователи получили 16 жизнеспособных вирусов. Некоторые из них показали лучшие результаты, чем природный оригинал. Они быстрее размножались и эффективнее уничтожали бактерии E. coli.
E. coli (кишечная палочка) — это широко распространённая бактерия, которая живёт в кишечнике человека и животных. Большинство её штаммов безвредны, но некоторые могут вызывать инфекции. Результат считается прорывом в синтетической биологии. Раньше учёные могли лишь изменять существующие геномы, а теперь впервые удалось «сконструировать» новые и получить работающие вирусы.


В чём состоял эксперимент — показываем наглядно.
https://dzen.ru/a/aNaRBf6aQQZlurUC


Искусственный Интеллект впервые смог сам придумать рабочий вирус.

Оказывается, что Искусственный Интеллект может не только для вас что-нибудь рисовать и писать вам электронные письма. Теперь та же технология позволяет создать работающий геном.

Исследовательская группа из Калифорнии заявила, что использовала ИИ для разработки новых генетических кодов для вирусов и сумела заставить несколько из них размножаться и убивать бактерии.

Учёные из Стэнфордского университета и некоммерческой организации Arc Institute, расположенных в Пало-Альто, утверждают, что микробы с ДНК, написанной ИИ, представляют собой «первый генеративный дизайн полных геномов».

Работа, описанная в препринте, может помочь в создании новых методов лечения и ускорить исследования в области искусственно созданных клеток. Это также «впечатляющий первый шаг» на пути к созданию форм жизни с помощью ИИ, считает Джеф Бёке, биолог из Нью-Йоркской медицинской школы имени Лангона, которому журнал MIT Technology Review предоставил предварительный экземпляр статьи.

Бёке отметил, что производительность ИИ оказалась на удивление высокой, а его идеи — неожиданными. «Он видел вирусы с новыми генами, с укороченными генами и даже с другим порядком и расположением генов», — говорит он.

Однако это ещё не жизнь, созданная ИИ, поскольку вирусы не являются живыми существами. Они скорее похожи на отколовшиеся фрагменты генетического кода с относительно небольшими, простыми геномами.

Дж. Крейг Вентер, создавший одни из первых организмов с использованием лабораторной ДНК почти два десятилетия назад, говорит, что методы ИИ кажутся ему «просто ускоренной версией экспериментов методом проб и ошибок».

Например, когда в 2008 году возглавляемая им команда сумела создать бактерию с геномом, распечатанным в лаборатории, это произошло после многих лет долгих проб и ошибок, включавших тестирование различных созданных искусственно генов. Сейчас на это ушли минуты.

Но именно скорость — причина, по которой люди делают ставку на то, что ИИ изменит биологию. Новые методы уже получили Нобелевскую премию в 2024 году за предсказание формы белков. А инвесторы ставят миллиарды на то, что ИИ сможет найти новые лекарства.

Вирусы, созданные с помощью компьютера, также могут найти коммерческое применение. Например, врачи иногда пробовали «фаговую терапию» для лечения пациентов с серьёзными бактериальными инфекциями. Аналогичные испытания проводятся для лечения капусты от чёрной гнили, также вызываемой бактериями.

«У этой технологии определённо большой потенциал», — говорит Сэмюэл Кинг, студент, возглавивший проект в лаборатории Хея. Он отмечает, что в большинстве случаев генная терапия использует вирусы для переноса генов в организм пациентов, и ИИ может разработать более эффективные методы.

Исследователи из Стэнфорда утверждают, что намеренно не обучали свой ИИ вирусам, способным инфицировать людей. Однако подобные технологии создают риск того, что другие учёные — из любопытства, благих намерений или злого умысла — могут использовать эти методы против человеческих патогенов, исследуя новые грани летальности.(с)



ИИ впервые создал новые вирусы, которые убивают устойчивые к антибиотикам бактерии




Исследователи из Profluent объявили: искусственный интеллект впервые спроектировал с нуля полноценные геномы бактериофагов, которые оказались жизнеспособными и — что особенно важно — эффективно уничтожают бактерии, устойчивые к антибиотикам. ⠀

Что за вирус и зачем он нужен?
В качестве шаблона учёные выбрали бактериофаг ΦX174 — это вирус, который заражает кишечную палочку (E. coli).

Его геном был первым полностью секвенированным в истории (1977 год) и первым полностью синтезированным (2003). Теперь — первый, дизайн которого выполнен ИИ.⠀

Как ИИ научился создавать вирусы?
Команда использовала Evo, языковую модель, обученную на более чем 2 млн геномов фагов. Затем её дообучили на 14 000 штаммах семейства Microviridae, чтобы научиться генерировать похожие, но уникальные вирусы, отличающиеся от всех известных.

Для создания фагов с нужными свойствами исследователи:

Разработали собственный пайплайн для аннотации перекрывающихся генов.
Использовали тонкую настройку и prompt engineering.
Отбирали дизайны с сохранённой структурой и специфичностью к E. coli.
⚠️ Некоторые сгенерированные геномы содержали до 392 мутаций по сравнению с ближайшими известными фагами — и всё равно работали!⠀
Проверка в лаборатории: как тестировали вирусы?
Всего команда протестировала 285 сгенерированных геномов. Из них 16 оказались рабочими — то есть эффективно заражали клетки E. coli и вызывали их разрушение.

Особо интересный случай — фаг Evo-Φ36, который неожиданно встроил белок упаковки ДНК от другого вируса G4. Это удалось ИИ, хотя люди не могли добиться такого результата при традиционном проектировании.

ИИ против антибиотикорезистентности
Учёные специально вывели штаммы E. coli, устойчивые к оригинальному вирусу ΦX174.

Затем использовали коктейли из нескольких ИИ-созданных фагов — и те смогли побороть устойчивость уже за 1–5 поколений, в то время как исходный вирус полностью провалился.⠀

Почему это важно?
Вместо того чтобы надеяться, что природа уже придумала нужный фаг, теперь мы можем генерировать вирусы под задачу, создавая разнообразие, которого в природе никогда не было.

Это даёт новое оружие в борьбе с супербактериями — и потенциально открывает путь к кастомной фаготерапии.⠀

Что дальше?
Исследователи уже планируют масштабировать подход на более крупные и сложные вирусы — например, для борьбы с такими патогенами, как:

Pseudomonas aeruginosa — возбудитель инфекций дыхательных путей.
Xanthomonas capestris — бактерия, вызывающая гниль у растений.
Полную техническую работу опубликовали на bioRxiv — там можно найти детали архитектуры, пайплайна и анализ мутаций.


https://tproger.ru/news/ii-vpervye-sozdal-novye-vi...chivye-k-antibiotikam-bakterii