斯坦福大学和阿克研究所创造了首个能够感染细菌的AI设计病毒

简述

斯坦福大学和弧形研究所的研究人员使用人工智能模型设计出完全新的病毒，这些病毒能够感染细菌，携带数百种新型突变，并克服自然细菌防御。

斯坦福大学和非营利组织Arc Institute的研究人员在计算生物学领域取得了重大里程碑，创造了首个完全由人工智能设计的病毒，能够感染并杀死细菌。

团队训练了一个名为Evo的高级AI模型，该模型遵循与大型语言模型(LLMs)（如ChatGPT）相同的原理，使用了两百万个病毒基因组的数据集，使其具备理解病毒结构、基因相互作用和功能限制的能力。

利用这个模型，科学家们让Evo从头设计全新的病毒，最终得到了302个独特的设计，其中16个在实验室测试中被确认是功能性的，展示了人工智能生产从未存在过的可行生物系统的能力。

这些人工智能生成的病毒携带了多达392种在自然界中从未观察到的突变，包括研究人员之前尝试并未成功组装的遗传元素组合，使用传统工程技术。

有趣的是，当细菌对天然病毒进化出抵抗力时，人工智能设计的病毒能够在几天内克服这些防御，而传统病毒则变得无效。

一个特别显著的合成病毒成功地整合了一个与之远缘的病毒的关键蛋白成分，这一成就尽管科学家们多次尝试使用标准基因工程方法却仍然未能实现。

AI设计的病毒标志着基因组工程新时代的到来

这些人工智能设计的病毒的发展标志着科学研究新时代的到来，在这个时代，计算工具不仅可以读取和写入基因组，还能主动设计基因组。正如阿克研究所所强调的，“这代表了我们在基础层面上工程生物学能力的新篇章。”

研究人员强调，他们的人工智能故意没有针对感染人类的病毒进行训练。然而，这项技术存在固有风险，因为其他人可能会出于好奇、科学兴趣或恶意意图，利用它来研究人类病原体并创造新的致病性水平。

此外，人工智能生成更复杂生物的完整基因组的能力仍然不确定，目前没有直接测试这种设计的方法。与某些可以直接从DNA链激活的病毒不同，细菌、哺乳动物或人类等较大生物需要对现有细胞进行逐步的基因修饰，这一过程仍然缓慢且劳动密集。

尽管面临这些挑战，科学家们认为开展这一研究方向是重要的。他们设想自动化实验室，在这些实验室中可以提出AI生成的基因组，进行实验测试，并通过迭代反馈进行改进，从而可能加速对复杂生物系统的开发和理解。