Команда исследователей из Соединенных Штатов применила искусственный интеллект (ИИ) для разработки полных геномов новых бактериофагов. Этот подход знаменует собой первую подобную попытку и является шагом к потенциальному созданию фаговых терапий, разработанных с помощью ИИ, согласно исследованию, опубликованному в журнале Science в четверг.
Исследователи, возглавляемые ведущим научным сотрудником и соответствующим автором Брайаном Хи (Brian Hie), ассистентом профессора Стэнфордского университета и исследователем инноваций в Arc Institute, задействовали две языковые модели геномов — Evo 1 и Evo 2. Эти модели позволили сгенерировать полные геномы фагов, обладающие реалистичной генетической архитектурой и специфичностью к бактериальному хозяину Escherichia coli C. (E. coli). Исследователи отметили, что это стало первой генеративной разработкой полных геномов бактериофагов.
Бактериофаги, также известные как фаги, представляют собой вирусы, которые заражают бактерии, а не людей, животных или растения. Согласно исследованию, ученые сгенерировали и отфильтровали тысячи вариантов последовательностей, после чего выбрали около 300 дизайнов.
В ходе лабораторных испытаний 285 из этих разработок были успешно синтезированы и собраны в клетках E. coli, а 16 из них продемонстрировали способность образовывать жизнеспособные бактериофаги, которые размножались и уничтожали бактерии.
Некоторые из спроектированных фагов показали более высокую эффективность в уничтожении бактерий в прямом лабораторном соревновании по сравнению с природным фагом phiX174, который инфицирует E. coli. Кроме того, смесь из разработанных фагов оказалась действенной против штаммов E. coli, устойчивых к phiX174, что указывает на потенциал для фаговых терапий, созданных с помощью ИИ.
В сопроводительной статье «Perspective» Томас Ингельсби (Thomas Inglesby) и Мориц Ханке (Moritz Hanke) из Университета Джонса Хопкинса выразили обеспокоенность по поводу биобезопасности, вызванной этим достижением. Они призвали ввести юридическое требование по проверке заказов синтетического генетического материала на предмет потенциально опасных последовательностей вместо того, чтобы полагаться только на добровольные меры защиты.
