Нейросеть впервые полностью создала жизнеспособный бактериофаг
Биологи и математики из США разработали систему искусственного интеллекта, способную автономно генерировать новые жизнеспособные бактериофаги. Эти вирусы успешно уничтожили патогенный штамм кишечной палочки, устойчивый к природным бактериофагам, как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science. Об этом сообщает Фонтанка.Ру.
"Мы впервые создали полностью синтетический геном вируса-бактериофага с помощью геномной языковой модели. Используя результаты ее работы, мы подготовили несколько вариантов жизнеспособных бактериофагов, основываясь на известном вирусе ФХ174. Созданные ИИ аналоги этого вируса смогли уничтожить кишечную палочку, устойчивую к данному бактериофагу", - отмечается в исследовании.
Система ИИ была разработана группой американских ученых под руководством Брайана Хи из Института Arc для решения проблемы растущей устойчивости болезнетворных микробов к антибиотикам. Многие исследователи считают, что бактериофаги - вирусы, атакующие определенные штаммы бактерий, могут стать решением этой проблемы.
До появления антибиотиков вирусы-бактериофаги рассматривались как одно из средств борьбы с инфекциями, однако после Второй мировой войны их изучение сосредоточилось в основном в СССР. В последние годы как российские, так и зарубежные ученые применяли бактериофаги для лечения пациентов, не поддающихся антибиотикам, что вызвало интерес к разработке технологий для быстрого получения новых бактериофагов.
Для решения этой задачи Хи и его команда создали систему ИИ, основанную на нейросети Evo, обученной на десятках тысяч геномов общей длиной в триллионы нуклеотидов. Алгоритм дополнительно обучили с использованием геномов 14,2 тыс. вирусов из семейства Microviridae, поражающих кишечную палочку и другие распространенные микроорганизмы.
Для проверки работы системы ученые попросили алгоритм подготовить сотни вариантов ранее не существовавших бактериофагов, похожих на вирус ФХ174, но способных уничтожать устойчивую к данному патогену кишечную палочку. Проверки показали, что набор из шестнадцати сгенерированных вирусов активно уничтожал микробов, что открывает возможности для ИИ-проектирования бактериофагов, способных бороться с болезнетворными микроорганизмами.
Ученые подчеркивают, что при обучении системы ИИ не использовались человеческая ДНК и вирусы, поражающие людей, что исключает возможность создания новых вирусов, опасных для здоровья. Тем не менее, факт генерации жизнеспособных вирусов нейросетью подчеркивает необходимость введения мер, предотвращающих случайное или преднамеренное появление новых опасных патогенов, созданных с помощью ИИ-алгоритмов.
