Нейросеть впервые полностью создала жизнеспособный бактериофаг

Биологи и математики из США разработали систему искусственного интеллекта, позволяющую автономно генерировать жизнеспособные бактериофаги, которые ранее не существовали. Эти вирусы продемонстрировали способность уничтожать патогенный штамм кишечной палочки, устойчивый к природным бактериофагам, как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science. Об этом пишет сайт ТАСС.

Исследователи под руководством Брайана Хи из Института Arc смогли получить синтетический геном вируса-бактериофага с помощью геномной языковой модели. Используя результаты работы модели, они создали несколько вариантов жизнеспособных бактериофагов, основываясь на известном вирусе ФХ174. Эти ИИ-аналоги успешно уничтожили кишечную палочку, устойчивую к данному бактериофагу.

Разработка системы ИИ была направлена на решение проблемы растущей устойчивости микробов к антибиотикам. Ученые считают, что бактериофаги могут стать эффективным средством борьбы с инфекциями, поскольку они атакуют конкретные штаммы бактерий.

После открытия антибиотиков, вирусы-бактериофаги рассматривались как средство для борьбы с инфекциями, но их изучение сосредоточилось в основном на территории СССР. В последние годы бактериофаги стали использовать для лечения пациентов, не поддающихся антибиотикам, что возродило интерес к созданию технологий для быстрого получения новых бактериофагов.

Для достижения этой цели Хи и его команда разработали систему ИИ на основе нейросети Evo, обученной на базе данных, содержащей десятки тысяч геномов. Алгоритм был дополнительно обучен на геномах 14,2 тыс. вирусов из семейства Microviridae, которые поражают кишечную палочку и другие распространенные микробы.

В ходе проверки системы ИИ, ученые запросили создание сотен вариаций бактериофагов, способных уничтожать устойчивую к патогену кишечную палочку. Результаты показали, что шестнадцать сгенерированных вирусов активно уничтожали микробы, открывая возможности для проектирования бактериофагов с помощью ИИ.

Ученые подчеркивают, что при обучении системы ИИ не использовались человеческие ДНК или вирусы, поражающие людей, что исключает возможность создания опасных для здоровья вирусов. Тем не менее, факт генерации жизнеспособных вирусов нейросетью подчеркивает необходимость введения мер для предотвращения случайного или преднамеренного появления новых патогенов, созданных с помощью ИИ.