Искусственный интеллект используется для создания совершенно новых вирусов.

Американские исследователи объявили об успешном применении искусственного интеллекта для создания совершенно новых функциональных вирусов, способных к репликации в лабораторных условиях. Это первый случай, когда ИИ разработал полные вирусные геномы.

В результате проекта было создано 16 новых вирусов, специально предназначенных для заражения бактерий и не представляющих угрозы для человека. Это научное достижение называют «очень важным поворотным моментом», который может положить начало новой эре в лечении заболеваний. Однако эксперты также предупреждают, что вирусы, созданные с помощью ИИ, представляют собой «срочные» проблемы безопасности.

Инструменты ИИ быстро развиваются, и уже использовались для разработки новых антибиотиков. Тем не менее, создание жизнеспособного вируса с нуля представляет собой значительно более сложную задачу.

Брайан Хай, доцент Стэнфордского университета, объяснил Би-би-си: «Это следующий шаг в развитии сложности, которую можно спроектировать с помощью генеративного ИИ. Впервые генеративный ИИ был использован для проектирования полного генома, способного к репликации и выполнению других функций внутри клеток… для нас это была новая область».

Технология работает аналогично большим языковым моделям, таким как ChatGPT, которые предсказывают текстовые последовательности. В данном случае модели ИИ, названные Evo1 и Evo2, предсказывают «язык жизни», а не слова. Эти модели ИИ были обучены с использованием генетических кодов вирусов, бактерий, растений и человека. Затем они были усовершенствованы для создания бактериофагов — типа вирусов, которые заражают только определенные виды бактерий.

Исследователи из Стэнфорда отобрали 302 наиболее перспективных варианта ИИ и синтезировали их в лаборатории. Из них 16 оказались эффективными в уничтожении бактерий E. coli.

Аспирант Самуэль Кинг рассказал о волнении, которое он испытал, наблюдая за работой фагов ранним утром. Фаги помещали в чашки Петри, содержащие слой бактерий, и ученые наблюдали за признаками того, что их новые вирусы поглощают бактерии.

«Мы начали видеть эти прозрачные пятна, и это было невероятно захватывающе», — заявил Кинг. Хи вспоминает, что когда результаты были представлены всей команде, «в зале раздались спонтанные аплодисменты».

Разработка новых фагов открывает потенциал для новых методов лечения инфекций, устойчивых к антибиотикам. Фаговая терапия рассматривается как возможное решение проблемы растущей распространенности бактериальных инфекций, которые больше не поддаются лечению антибиотиками.

Более того, этот прорыв подчеркивает способность ИИ создавать новые биологические объекты, выходящие за пределы природного мира, — область, известная как синтетическая биология. Хи считает, что это может «значительно улучшить здоровье человека» за счет разработки новых лекарств и методов лечения.

Тем не менее, уже высказывались опасения, что та же технология может быть использована в злонамеренных целях для создания новых заболеваний. В комментарии к публикации в журнале Science доктор Томас Инглсби и доктор Мориц Ханке из Центра безопасности здравоохранения Университета Джонса Хопкинса заявили, что полученные результаты поднимают «срочные вопросы биобезопасности и защиты от биологических угроз».

Они подчеркнули, что вопрос уже не в том, «будет ли существовать генеративное проектирование вирусных геномов», а в том, можно ли его использовать, не «способствуя нанесению серьезного вреда». Например, они утверждали, что создание новых вирусов, способных вызывать заболевания, «не следует продолжать».

Сами исследователи приняли меры для обеспечения максимальной безопасности. Они исключили из своей обучающей базы данных вирусы, способные инфицировать сложные организмы, сосредоточили свои исследования на фагах, а не на вирусах, поражающих человека, и проводили всю работу в защищенной лаборатории. Хи утверждает, что существующие меры безопасности в значительной степени способствуют «обеспечению использования технологии во благо».

Вирусы не считаются живыми организмами, и для того, чтобы ИИ мог создавать живые организмы, потребуется еще один значительный скачок. Генетический код фагов составляет приблизительно 5400 пар оснований (букв). Для сравнения, самый маленький геном живой клетки насчитывает около 500 000 пар оснований, а геном человека — три миллиарда пар оснований.

Хи отметил, что, хотя попытка создать простые организмы «вероятно, потребует много работы, но не будет невозможной», они «определенно заинтересованы в работе над достижением» этой цели.

Профессор Марк Гуэль из лаборатории синтетической биологии Университета Помпеу Фабра в Испании назвал исследование «очень важным поворотным моментом», поскольку «впервые в истории мы начинаем проектировать биологию на компьютере». Он добавил, что это «позволяет нам мечтать о захватывающих возможностях решения величайших проблем человечества», таких как разработка фагов для лечения заболеваний, ферментов для лечения генетических расстройств и антител для иммунотерапии.

Профессор Патрик Цай, заведующий кафедрой синтетической геномики в Манчестерском институте биотехнологий, назвал это исследование «важной вехой». Он заявил: «Значение выходит далеко за рамки фагов — оно предполагает, что языковые модели генома начинают изучать принципы проектирования, закодированные эволюцией, открывая двери для написания генома с помощью ИИ».