ШІ вперше створив працездатні геноми вірусів, що заражають бактерії

Дослідники зі Стенфордського університету використали ШІ-моделі Evo 1 і Evo 2 для створення повних геномів вірусів. За даними Ars Techinca, частина синтезованих варіантів виявилася працездатною та впливала на кишкову паличку.

ШІ навчили створювати цілий геном вірусу

Evo 1 і Evo 2 працюють із ДНК приблизно так, як мовні моделі працюють із текстом. Вони аналізують великі обсяги генетичних послідовностей і прогнозують, які елементи мають іти далі.

Раніше такі моделі використовували для створення окремих генів і білків. Цього разу дослідники перевірили, чи зможе ШІ згенерувати цілий геном працездатного вірусу.

Для експерименту обрали бактеріофаг ΦX174, який заражає кишкову палочку. Це відносно простий і добре вивчений вірус із 11 генами.

Моделям додатково надали понад 2 млн основ ДНК бактеріофагів. Після цього вони створили сотні нових варіантів геному, схожих на ΦX174.

Дослідники відібрали 302 послідовності для перевірки. Із них 285 вдалося синтезувати та випробувати на бактеріях.

Частина створених вірусів запрацювала

Більшість синтезованих геномів не дала результату. Однак 16 варіантів змогли пригнічувати ріст кишкової палички, що вказує на їхню здатність працювати як віруси.

Найуспішніші варіанти загалом залишалися схожими на природний ΦX174. Водночас деякі мали суттєві зміни в генах.

Один вірус повністю втратив один із білків, але залишився працездатним завдяки іншим змінам. Інший отримав новий ген.

Два працездатні варіанти мали понад 50 змін в амінокислотах. За оцінкою дослідників, випадкові мутації з такою кількістю змін майже напевно зробили б вірус непрацездатним.

Це свідчить, що ШІ може знаходити поєднання змін, які зберігають функціональність вірусу краще за випадкову мутацію.

Технологію можуть використати проти стійких бактерій

Бактеріофаги розглядають як можливий спосіб боротьби з бактеріями, які стали стійкими до антибіотиків.

Дослідники порівняли природні бактеріофаги з групою із 16 створених ШІ вірусів. Природні віруси не змогли подолати стійкість бактерій у тесті.

Група створених ШІ бактеріофагів натомість швидко набула здатності заражати стійкі бактерії. Дослідники припускають, що цьому допомогли нові мутації та обмін фрагментами ДНК між вірусами.

Водночас технологія має потенційні ризики. Під час навчання моделей із даних навмисно виключили віруси, здатні заражати хребетних.

За наявності достатніх обчислювальних ресурсів подібний підхід потенційно можна застосувати й до таких вірусів. Це створює потребу в контролі геномних моделей і замовлень синтетичної ДНК.