Штучний Інтелект Створив Робочий Геном Вірусу: Нова Ера в Біотехнологіях
Нарешті, це стало реальністю: група американських науковців оголосила про безпрецедентне досягнення – спеціально навчена модель штучного інтелекту (ШІ) розробила повністю функціональний геном вірусу. Більше того, ця модель змогла створити цілих 16 геномів різних вірусів. Експерименти в лабораторних умовах (у чашках Петрі) підтвердили життєздатність створених штучних вірусних структур. Вони повністю виконували своє призначення, зокрема, знищували певні види бактерій.
Джерело зображень: Arc Institute
«Це була абсолютно нова територія для нас, – поділилися своїми враженнями науковці. – У лабораторії навіть лунали оплески, коли вірус почав активно знищувати бактерії, вирощені в культуральному середовищі».
Варто одразу уточнити, що мова йде не про віруси, що вражають людей (до цього ще доведеться дочекатися), а про бактеріофаги – віруси, які спеціалізуються на інфікуванні бактерій. Як основу для своїх експериментів вчені обрали добре вивчений фаг ΦX174. Його геном складається всього з 5386 нуклеотидів і містить 11 генів. Саме ΦX174 у 1977 році став першим повністю секвенованим геномом, а у 2003 році – одним із перших геномів, що були повністю синтезовані хімічним шляхом. Раніше віруси вдавалося лише збирати з нуля, тепер же їх можна і проєктувати.
Як ШІ створює вірусні геноми?
Для проєктування використовувалися геномні мовні моделі Evo 1 та Evo 2. Вони працюють за принципом, подібним до великих мовних моделей: замість прогнозування наступного слова у реченні, вони передбачають послідовність нуклеотидів ДНК. Базові моделі навчалися на основі понад двох мільйонів геномів фагів, а потім були донавчені на 14 466 послідовностях бактеріофагів сімейства Microviridae.
ШІ генерував тисячі варіантів геномів. Дослідники ж відбирали ті послідовності, які мали необхідний набір генів, певну структуру та потенційну здатність інфікувати лабораторний штам бактерії *Escherichia coli* C. Надзвичайно важливим було зберегти специфічність дії лише на цю бактерію, і цей аспект контролювався особливо ретельно.
Після комп’ютерного відбору кілька сотень геномів були синтезовані у вигляді ДНК та перевірені експериментально. Таким чином було протестовано 285 зібраних конструкцій, з яких 16 призвели до появи життєздатних бактеріофагів. Вони успішно розмножувалися всередині цільових бактерій, викликаючи лізис – руйнування бактеріальних клітин.
Деякі зі створених штучних вірусів суттєво відрізнялися від відомих природних варіантів. Кожен містив від 67 до 392 нових мутацій порівняно з найближчим природним “родичем”. Один із них, Evo-Φ2147, мав лише 93% збігу нуклеотидної послідовності з найближчим відомим фагом NC51, що за певними критеріями могло б дозволити вважати його окремим видом.
Практична мета цієї технології полягає у розробці нових засобів для боротьби з бактеріями, стійкими до антибіотиків, створенні нових лікарських засобів та, в ширшому сенсі, у захисті здоров’я людини. Заспокійливі заяви про те, що “нема чого боятися, все під контролем”, часто є лише прелюдією до сценаріїв апокаліптичного характеру. Однак, якщо стане можливим створити новий смертельний для людини вірус, можна бути майже впевненим, що його обов’язково створять – і, ймовірно, одними з перших.
Порада від Soft Portal:
Ця новина відкриває нові горизонти для боротьби з бактеріальними інфекціями, зокрема тими, що не піддаються лікуванню традиційними антибіотиками. Розробка ШІ-генерованих бактеріофагів може стати потужним інструментом у медичній сфері, надаючи українським фахівцям нові можливості для захисту здоров’я населення.