Ученые создали новый тип бактериофагов с помощью искусственного интеллекта

Исследователи научной организации Arc Institute в городе Пало-Альто (США) впервые смогли с помощью искусственного интеллекта создать полноценные жизнеспособные бактериофаги, не встречающиеся в природе. Об этом сообщает One.uz.

Бактериофаги — это вирусы, уничтожающие бактерии в качестве паразитов, и их искусственное создание, как ожидается, станет большим прорывом в области биомедицины. Этот научный эксперимент, опубликованный в журнале Science, способствующий развитию нанотехнологий, также вызвал серьезные дискуссии и опасения среди экспертов в отношении биологической безопасности.

Для создания новых геномов ученые разработали специальную модель языкового генома под названием Evo на основе миллионов последовательностей ДНК, относящихся ко всем формам жизни. Эта система, основанная на принципах работы больших языковых моделей для обработки текстов, изучила эволюционные закономерности, которым подчиняются природные геномы, и позволила спроектировать их совершенно новые варианты.

В ходе исследования в качестве основной модели был выбран бактериофаг Phi X-174, безвредный для человека и воздействующий на кишечную палочку. Лабораторные испытания искусственных геномов В процессе тестирования модель Evo сформировала 700 000 возможных геномных последовательностей.

Исследователи отобрали 300 наиболее перспективных из них, синтезировали в лабораторных условиях и внедрили в бактерии. В результате этого процесса образовались зрелые вирусные частицы, причем было научно доказано, что 16 из них являются полноценно жизнеспособными и активными.

Эти синтезированные фаги отличаются значительными различиями в своей структуре по сравнению с природными аналогами. В искусственно созданных вирусах были обнаружены совершенно новые мутации, необычные гены и регуляторные элементы.

Например, один из фагов использовал для упаковки своей ДНК белок, принадлежащий другому вирусу, эволюционно очень далекому от него. Этот факт демонстрирует способность искусственного интеллекта создавать биологические соединения, не существующие в природе.

Решение проблемы устойчивости к антибиотикам Лабораторные испытания показали, что фаги, созданные искусственным интеллектом, обладают различной инфекционной активностью и способны даже повреждать штаммы бактерий, выработавших устойчивость к природным вирусам. В то время как смесь нескольких искусственных фагов очень быстро боролась с устойчивыми бактериями, смесь природных вирусов оказалась неэффективной в этой задаче.

Этот подход может стать важным шагом в создании эффективных методов лечения против бактерий, устойчивых к антибиотикам в будущем. Однако стремительное развитие технологии вызывает обоснованные опасения у специалистов.

Профессора Центра безопасности здравоохранения при Университете Джонса Хопкинса предупреждают, что процесс проектирования вирусов с помощью генеративного искусственного интеллекта может выйти из-под контроля. Поэтому вопрос обеспечения биотехнологической безопасности и международного регулирования этой сферы остается крайне актуальным сегодня.