MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Когда-то это должно было случиться: по меньшей мере одна группа учёных из США сообщила, что специально обученная модель искусственного интеллекта создала полностью рабочий геном вируса. Даже 16 геномов разных вирусов. Проверка в чашке Петри показала жизнеспособность искусственных структур. Они полностью соответствовали своему назначению — в данном случае поражали определённые бактерии.
Источник изображений: Arc Institute
«Это была новая территория для нас, — хвастают учёные. — В лаборатории даже раздались аплодисменты, когда вирус начал уничтожать бактерии, выращенные в культурной среде».
Конечно же, речь идёт не о вирусах человека (тут придётся запастись терпением), а о бактериофагах — вирусах, заражающих бактерии. В качестве основы учёные использовали хорошо изученный фаг ΦX174, геном которого состоит всего из 5386 нуклеотидов и содержит 11 генов. Именно ΦX174 в 1977 году стал первым полностью секвенированным геномом, а в 2003 году — одним из первых геномов, целиком собранных с помощью химического синтеза. Вирусы оказалось возможным собирать с нуля. Сегодня с нуля их можно и проектировать.
Для проектирования применялись геномные языковые модели Evo 1 и Evo 2, работающие по принципу, схожему с принципом работы больших языковых моделей: только вместо следующего слова в предложении они предсказывают последовательность нуклеотидов ДНК. Базовые модели обучались более чем на двух миллионах геномов фагов, после чего их дополнительно дообучили на 14 466 последовательностях бактериофагов семейства Microviridae.
ИИ генерировал тысячи вариантов генома, а исследователи отбирали последовательности с подходящим набором генов, структурой и предполагаемой способностью заражать лабораторный штамм бактерии *Escherichia coli* C. Важным было сохранить специфичность только к этой бактерии, и за этим следили особенно тщательно.
После компьютерного отбора несколько сотен геномов синтезировали в виде ДНК и проверили экспериментально. Так были испытаны 285 собранных конструкций, из которых 16 привели к появлению жизнеспособных бактериофагов. Они размножались внутри целевых бактерий и вызывали лизис — разрушение бактериальных клеток.
Некоторые искусственные вирусы сильно отличались от известных природных вариантов: каждый содержал от 67 до 392 новых мутаций относительно ближайшего природного родственника. Один из них, Evo-Φ2147, имел всего 93 % сходства по нуклеотидной последовательности с ближайшим известным фагом NC51, то есть по некоторым критериям мог бы считаться отдельным видом.
Практическая цель технологии заключается в создании новых средств борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями, разработке лекарств и, в более широком смысле, защите здоровья человека. «Бояться нечего, всё под контролем и прочее» — это обычное начало всех историй с апокалипсическим финалом. В чём точно можно быть уверенным: если окажется возможным вывести новый смертельный для человека вирус, то его обязательно выведут — и, скорее всего, одним из первых.
Источник:
