С помощью ИИ ученые создали вирусы для борьбы с супербактериями
Учёные впервые создали жизнеспособные бактериофаги, геномы которых были полностью спроектированы генеративным искусственным интеллектом. Новые вирусы смогли уничтожить штаммы кишечной палочки, устойчивые к природным бактериофагам. В то же время исследователи предупреждают: эта технология открывает новые возможности для медицины, но одновременно поднимает серьезные вопросы биологической безопасности.
Исследование провела команда под руководством инженера-химика Стэнфордского университета Брайана Ги. Ученые использовали две модели искусственного интеллекта — Evo1 и Evo2. Они анализируют генетические последовательности примерно так же, как языковые модели работают с текстом. Для обучения ИИ использовали генетические данные около двух миллионов бактериофагов.
Бактериофаги — это вирусы, которые заражают бактерии и уничтожают их. На людей они не действуют. Такие вирусы уже используют в фаговой терапии, в частности для борьбы с бактериальными инфекциями, когда антибиотики перестают действовать. Исследователи специально не включали в обучающие данные геномы вирусов, способных заражать людей, животных или растения. Таким образом они хотели снизить риск того, что система создаст опасный патоген.
ИИ предложил тысячи вариантов
После обучения модель сгенерировала тысячи возможных геномов бактериофагов. Учёные отобрали почти 300 вариантов и попытались воссоздать их в лаборатории. Для этого генетический материал поместили в бактерии. Они прочитали полученный код и начали производить новые бактериофаги.
Эксперимент удался далеко не со всеми вариантами. Жизнеспособными оказались лишь 16 созданных вирусов. Однако этого оказалось достаточно для важного результата. Смесь новых бактериофагов смогла быстро преодолеть устойчивость двух разных штаммов кишечной палочки.
Чем это может помочь медицине
По мнению авторов исследования, такая технология может изменить подход к фаговой терапии. Если ученые смогут быстро создавать бактериофаги под конкретную бактерию, это потенциально позволит оперативнее бороться с инфекциями, которые уже не реагируют на доступное лечение.
То есть вместо длительного поиска природного вируса против определенной бактерии в будущем можно будет попробовать спроектировать нужный бактериофаг с помощью ИИ. В то же время пока речь идет именно о перспективном научном подходе, а не о готовом лечении. Эффективность технологии и её безопасность ещё требуют дальнейших исследований.
Учёные предупреждают о рисках
Наряду с потенциальной пользой исследование поднимает сложный вопрос биологической безопасности. Учёные отмечают, что возможность создавать полные вирусные геномы с помощью ИИ уже существует, а система контроля за такими технологиями ещё не сформирована. Профессор Том Инглсби и доктор Мориц Ганке из Центра безопасности здравоохранения Университета Джонса Хопкинса обратили внимание именно на эту проблему.
«Возможность создавать вирусные геномы с помощью генеративного ИИ уже существует, а системы управления, которая могла бы безопасно направлять эту технологию, до сих пор нет», — отметили они. Исследователи подчеркнули, что подобный подход не следует применять к вирусам, способным заражать людей, животных или растения. Теоретически созданные таким способом патогены могут обладать свойствами, которые затруднят борьбу с ними с помощью имеющихся вакцин, лекарств или других средств.
Можно ли создать опасный вирус
Профессор синтетической геномной инженерии Имперского колледжа Лондона Том Эллис назвал результаты исследования впечатляющими, но призвал учитывать масштаб эксперимента. По его словам, бактериофаги имеют очень маленькие и простые геномы. Поэтому создание таких вирусов с помощью ИИ значительно проще, чем проектирование более сложных организмов. «Это буквально самый маленький и самый простой геном, который можно создать», — пояснил Эллис.
Он также отметил, что угрозу полностью созданных ИИ-патогенов не стоит преувеличивать. По словам эксперта, сегодня модифицировать уже существующие опасные организмы по-прежнему значительно проще, чем создать сложный патоген с нуля. В то же время риски можно снизить благодаря контролю доступа к генетическим данным и проверке заказов на синтез подозрительных последовательностей ДНК.
Контролировать нужно не только ИИ
Эксперт по науке и международной безопасности Королевского колледжа Лондона Филиппа Ленцос считает, что особое внимание нужно уделить моменту, когда спроектированная генетическая последовательность физически создается в лаборатории. По её словам, защита должна охватывать не только сами модели ИИ. Необходимо контролировать доступ к таким системам, оценивать научные проекты, проверять генетические последовательности перед их синтезом и следить за соблюдением лабораторных норм безопасности.
Таким образом, эксперимент по созданию бактериофагов продемонстрировал сразу две стороны новой технологии. Искусственный интеллект уже может помогать создавать жизнеспособные вирусы, которые потенциально способны бороться с устойчивыми бактериями. Но вместе с тем научное сообщество должно решить, как не допустить использования таких возможностей для создания опасных патогенов.
