人工智能首次让科学家能够设计出能够感染并消灭细菌的完整病毒基因组。研究结果发表在《科学》杂志上,据网站infohub.kz报道。

研究中使用了基因组语言模型,它们分析DNA序列中的模式,就像语言模型处理文本一样。基础是一种名为ΦX174的小型噬菌体,它感染大肠杆菌。模型在约15000个相关噬菌体基因组上进行了额外训练,然后被要求创建新的病毒基因组变体。

随后,最有前景的变体在实验室中合成,并测试其形成完整病毒颗粒的能力。在数百个变体中,只有16个是有效的。

研究人员筛选了302个基因组设计,其中285个成功合成,但只有16个变体是可行的。它们的基因组能够启动新病毒颗粒的产生,这些颗粒能够感染细菌。科学家表示,特别重要的是,人工智能能够设计出完整的、可工作的基因组,其中许多基因必须协同工作。

噬菌体是感染细菌但不会攻击人类细胞的病毒。它们长期以来被研究作为抗生素的潜在替代品。然而,细菌可能会对噬菌体产生抗性。在实验中,研究人员获得了对原始噬菌体ΦX174具有抗性的菌株,并测试了人工智能创建的方法是否能帮助绕过这种抗性。由16种新噬菌体组成的混合物能够克服三种细菌菌株的抗性。

因此,科学家展示了一种潜在的新方法来应对细菌的进化:与其在自然界中寻找合适的病毒,不如利用人工智能创建大量新变体,然后筛选出有效的。

重要的是,这项研究是在实验室中对细菌进行的,而不是在动物或人类身上。目前还不能说这些噬菌体能安全地治疗患者感染。此外,大多数设计的序列在合成后并未生效:285个变体中只有16个是可行的。然而,如果这种方法能够进一步发展,未来可能成为创造对抗抗生素耐药细菌的新病毒的工具之一。

此前有报道称,人工智能在医学领域取得了另一项成就:它帮助科学家在60多年来首次发现了一类新的抗生素。这在细菌对抗生素耐药性日益增长的背景下尤为重要。