Учёные используют новую форму генеративного искусственного интеллекта для разработки специализированных вирусов, которые выявляют и уничтожают вредные бактерии. Этот прорыв может привести к появлению нового поколения антибиотиков, способных победить резистентные «супербактерии».
С помощью модели искусственного интеллекта Evo 2, способной генерировать новые последовательности ДНК, исследователи (источник на английском языке) из Стэнфордского университета разработали ряд вирусов, так называемых бактериофагов — микроорганизмов, способных уничтожать бактерии.
В ходе лабораторных испытаний «коктейль» из 16 «исключительно эффективных» вирусов, разработанных компанией Evo 2, уничтожил бактерии E. coli, которые уже были устойчивы к естественным фагам.
E. coli — это группа бактерий, которая может вызывать кишечные инфекции и становится всё более устойчивой к имеющимся антибиотикам.
Устойчивость к антибиотикам растёт во всём мире. Основными причинами этого являются неправильное и чрезмерное использование этих препаратов. В результате бактерии разрабатывают стратегии выживания, и многие из существующих средств теряют свою эффективность.
«Если бактерии становятся устойчивыми к одному фагу, лечение практически бесполезно», — сказал Брайан Хи, инженер-химик из Стэнфордского университета и соавтор исследования.
«Однако если в смеси присутствует несколько генетически различных фагов, бактериям гораздо сложнее выработать резистентность ко всему этому „коктейлю“».
Исследователи подчеркивают, что в будущем эту технологию можно будет применять и против других опасных бактерий, например, против возбудителей туберкулеза или против распространенного внутрибольничного MRSA.
Модель Evo-2: свободно доступна для всех
Команда исследователей сделала модель искусственного интеллекта Evo-2 открытой и доступной бесплатно. Любой желающий может скачать и использовать её — это вызывает опасения по поводу безопасности.
Авторы исследования признают, что открытый доступ к данному инструменту вызвал дискуссию по вопросам безопасности. Одна из основных проблем заключается в том, что «злоумышленники» могут использовать модифицированные версии для создания вредоносных биологических агентов.
«Как подчеркивают авторы, это, мягко говоря, поднимает серьезные вопросы, касающиеся регулирования и безопасности», — сказал Саймон Кларк, доцент кафедры клеточной микробиологии Университета Рединга в Великобритании, не участвовавший в исследовании.
«Такие работы, как правило, подпадают под строгие ограничения. Утешительно, что эти исследователи установили дополнительные ограничения. Но нет никакой гарантии, что другие, кто попытается сделать что-то подобное, будут действовать столь же осторожно», — добавил он.
Кларк утверждает, что естественно встречающиеся патогены в настоящее время представляют больший риск, чем разработанные с помощью ИИ. Сегодня они более доступны и проще в производстве, чем создание совершенно новых патогенов с нуля.
По словам авторов, преимущество биологии, основанной на ИИ, перед естественной эволюцией заключается в возможности встраивать механизмы безопасности непосредственно в процесс разработки.
ИИ в биологии: взгляд в будущее
Модель Evo 2 была обучена на миллионах естественных геномов со всего мира. Таким образом она освоила сложную «грамматику» и правила, благодаря которым последовательность ДНК становится функциональной.
Как и в случае с другими моделями ИИ для биологии, набор данных включает биологическую информацию, такую как генетические последовательности и характеристики патогенов.
В настоящее время не существует единой системы, регулирующей эти наборы данных. Некоторые разработчики добровольно исключают данные, представляющие высокий риск, однако исследователи требуют введения чётких правил, обязательных для всех.
В феврале 2025 года команда Evo-2 объявила об удалении из своих наборов данных патогенов, поражающих людей и другие сложные организмы — по этическим соображениям и соображениям безопасности, а также для «предотвращения использования Evo для разработки биологического оружия».
В начале этого года более 100 ученых со всего мира опубликовали открытое письмо (источник на английском языке). В нем они утверждают, что, хотя открытый доступ к научным данным и ускорил развитие науки, небольшая часть новых биологических данных в случае злоупотребления может представлять серьезную угрозу биобезопасности.
«Требования к эффективному регулированию биологических данных очень высоки, поскольку модели искусственного интеллекта могут способствовать созданию серьезных биологических угроз», — пишут авторы.
Исследователи подчеркивают, что по мере того, как системы искусственного интеллекта становятся всё более мощными и получают всё более широкое распространение, будет крайне важно найти правильный баланс между открытостью и необходимыми ограничениями безопасности в отношении данных, представляющих высокий риск.
