Штучний інтелект вперше створив живі віруси, яких не існує в природі

Дослідники з Arc Insti­tute в Пало-Альто (Каліфорнія) навчили модель штучного інтелекту Evo розпізнавати закономірності структури ДНК і на основі цих знань генерувати рецепти для геномів цілком нових вірусів. Результати дослідження опубліковані в журналі Sci­ence.

Evo просканував близько дев’яти трильйонів нуклеотидів із генетичних послідовностей мільйонів тварин, рослин, мікробів і вірусів. ДНК за своєю будовою нагадує текст: це ланцюжок молекулярних блоків-нуклеотидів із чотирибуквеного алфавіту А, С, Г і Т, що кодують інструкції для синтезу білків. Розпізнавши спільні закономірності, модель навчилася складати креслення нових генів.

У наступному раунді навчання дослідники зосередилися на бактеріофагу Phi X‑174 та близько 15 000 генів його найближчих родичів. Цей вірус вивчають уже майже століття, і він уражає виключно бактерії, тому вчені були впевнені в безпечності експерименту. Після навчання Evo згенерував 700 000 потенційних варіантів геномів, із яких науковці відібрали 285 найперспективніших для синтезу.

Відібрані молекули ДНК ввели в бактерії та розмістили в чашках Петрі. У більшості зразків мікроби спокійно розмножувалися — геноми виявилися нежиттєздатними. Проте в окремих зразках на мутній плівці бактерій з’явилися чіткі точки — характерна ознака реплікації вірусів. Синтезована ДНК формувала білкові оболонки, віруси виривалися з клітин, залишаючи за собою загиблих хазяїв. Загалом 16 геномів виявилися здатними породити живі нові віруси.

В лабораторних випробуваннях синтетичні фаги перевершили природний Phi X‑174 у знищенні кишкової палички E. coli. Деякі з них розмножувалися навіть швидше за свого природного аналога. Водночас вчені наголошують: ці віруси не є принципово новими організмами — вони спираються на ті самі біологічні механізми, що й природні родичі, і становлять загрозу лише для бактерій, але не для людини.

Дослідники свідомо обмежили модель: Evo не отримував даних про віруси, що вражають людину, тварин, рослини чи гриби, тому наразі не здатен генерувати небезпечні для людини патогени. Утім, успіх експерименту посилює занепокоєння щодо потенційного використання ШІ для розробки біологічної зброї.

Поряд із ризиками вчені вбачають і значний терапевтичний потенціал. Віруси вже використовують у медицині як вектори для доставки генів у клітини пацієнтів із генетичними захворюваннями. Якщо Evo демонструватиме таку саму ефективність при роботі з іншими групами вірусів, це може відкрити нові можливості для генної терапії та біотехнологій.