ШІ створює віруси, що заражають бактерії: що це означає для науки

Науковці зі Стенфордського університету застосували мовні моделі, що працюють із геномами, для створення вірусів, які інфікують бактерії та здатні в них розмножуватися. Основою стали системи Evo 1 та Evo 2, які аналізують генетичні послідовності за принципом, подібним до того, як великі мовні моделі обробляють текст.

Замість слів і речень ці моделі вивчають нуклеотиди — будівельні блоки ДНК, — виявляючи закономірності в генетичному коді. Для експерименту модель додатково навчали на даних приблизно 15 тисяч вірусів із родини бактеріофага Phi X-174, який вражає кишкову паличку E. coli, але не становить загрози для людини чи тварин.

Після навчання алгоритм згенерував близько 700 тисяч потенційних геномів вірусів. Із них дослідники відібрали 285 найбільш перспективних кандидатів для перевірки. У підсумку 16 створених конструкцій виявилися функціональними — вони формували вірусні частинки та розмножувалися в бактеріях. Деякі з них за життєздатністю не поступалися природному Phi X-174, а окремі навіть розмножувалися швидше.

Такі моделі розглядають як потенційний інструмент для створення нових бактеріофагів — вірусів, що атакують бактерії. У перспективі це може допомогти в боротьбі з бактеріальними інфекціями, дослідженні функцій генів та розробці інструментів для біотехнології й генної терапії. Використання ШІ здатне значно пришвидшити пошук потрібних генетичних конструкцій: замість перевірки великої кількості випадкових варіантів модель прогнозує послідовності з найбільшими шансами бути функціональними.

Водночас результати дослідження порушують питання біобезпеки. Генеративні моделі, що створюють функціональні генетичні послідовності, належать до технологій подвійного призначення: їх можна використовувати як для корисних розробок, так і потенційно для небезпечних. У цьому експерименті дослідники свідомо обмежили систему вірусами, що інфікують бактерії, і не працювали з патогенами, небезпечними для людей.

Отримання функціональних вірусів за допомогою генеративної моделі демонструє, як швидко розвивається біодизайн із використанням ШІ. Науковці та експерти з біобезпеки дедалі частіше наголошують на потребі розробляти механізми контролю таких технологій паралельно з їхнім розвитком.