ИИ создал новые вирусы для борьбы с бактериями, но поднял вопросы безопасности
Исследователи из Стэнфорда использовали большие геномные модели для создания новых бактериофагов, активных против E. coli. Это может помочь в фаготерапии, но также вызывает опасения по поводу биобезопасности.
Учёные из Стэнфордского университета применили большие геномные модели Evo 1 и Evo 2 для генерации полных геномов вирусов, заражающих бактерии. Модели, обученные на последовательностях ДНК, смогли создать функциональные вирусы, способные подавлять рост Escherichia coli.
В качестве тестовой модели был выбран вирус ΦX174, содержащий 11 генов и около 5400 пар оснований. Исследователи дообучили модели на последовательностях бактериофагов и подобрали оптимальные сигнальные фрагменты длиной от четырёх до девяти оснований. Из 302 предложенных вирусных последовательностей было синтезировано 285. Большинство не дали эффекта, но 16 подавляли рост бактерий: девять были исходными продуктами ИИ, а семь приобрели дополнительные мутации после введения в бактерии.
Выяснилось, что наиболее жизнеспособные вирусы были очень похожи на исходный ΦX174. При сходстве не менее 98% доля жизнеспособных достигала 46%, тогда как в среднем она составляла 5,6%. Некоторые созданные вирусы имели уникальные особенности: один лишился белка, другой приобрёл новый ген, а третий заменил ген геном от далёкого родственного вируса.
Анализ показал, что случайные изменения, превышающие 25 аминокислотных замен, почти всегда инактивируют вирус, но почти четверть ИИ-вирусов с такими изменениями остались жизнеспособными. Это говорит о том, что модель вносит мутации, сохраняющие функцию вируса.
Авторы также испытали коктейль из созданных ИИ вирусов против устойчивых бактерий. Он смог преодолеть резистентность, тогда как коктейль природных фагов не справился. Это открывает перспективы для фаготерапии.
Однако авторы предупреждают о рисках: хотя из обучающих данных были исключены вирусы, заражающие позвоночных, любой, имея достаточные вычислительные ресурсы, может включить их. Они призывают к усилению регулирования в этой области, включая контроль заказа синтетической ДНК. Исследование опубликовано в Science, DOI 10.1126/science.aec2657.
