Pentru prima dată în istorie, inteligența artificială a proiectat un virus

Oamenii de știință au creat pentru prima dată virusuri cu ajutorul inteligenței artificiale, capabile să identifice și să distrugă tulpini de bacterii Escherichia coli (E. coli), transmite naukatv.ru.

„Este prima dată când sistemele AI sunt capabile să scrie secvențe genomice complete. Pasul următor este crearea a ceva viu cu ajutorul AI. Totuși, pentru proiectarea unui organism viu complet sunt necesare progrese experimentale semnificative”, spune Brian Hie, biolog computațional la Universitatea Stanford din California.

Studiul a fost publicat momentan pe serverul de preprinturi bioRxiv, dar autorii susțin că demonstrează potențialul AI în dezvoltarea instrumentelor biotehnologice și a tratamentelor pentru infecțiile bacteriene.

Modelele AI au fost deja utilizate pentru generarea secvențelor de ADN, a proteinelor individuale și a complexelor multicomponente. Însă crearea unui genom complet reprezintă o provocare mult mai complexă din cauza interacțiunilor complicate dintre gene, procesele de replicare și reglarea genelor. Aceste sisteme AI pot acum ajuta oamenii de știință să manipuleze sisteme biologice foarte integrate.

Cercetătorii au folosit modelele AI Evo 1 și Evo 2, care analizează și generează secvențe de ADN, ARN și proteine. Ca model de referință au ales φX174, un virus simplu cu ADN monocatenar, conținând 5.386 de nucleotide în 11 gene, incluzând toate elementele genetice necesare pentru infectarea gazdelor și replicarea în interiorul acestora.

Modelele Evo au fost deja instruite de peste două milioane de genomuri de bacteriofagi. Cercetătorii le-au antrenat suplimentar folosind metoda învățării controlate pentru a genera genomuri virale cu funcția specifică de a infecta tulpini de E. coli, în special pe cele rezistente la antibiotice.

Cercetătorii au evaluat mii de secvențe generate de AI și au restrâns selecția la 302 bacteriofagi viabili. Majoritatea candidaților aveau peste 40% identitate cu nucleotidele φX174, dar unii prezentau secvențe codificatoare complet diferite. Echipa a sintetizat ADN-ul genomurilor generate de AI și l-a introdus în bacteriile gazdă pentru a crește fagi. Apoi, acești virusuri-bacteriofagi au fost testați experimental pentru a verifica dacă pot infecta și ucide E. coli.

În final, 16 dintre cei 302 bacteriofagi dezvoltați cu AI au reușit să infecteze bacteriile E. coli, afectând trei tulpini diferite. Aceasta nu a fost posibilă pentru φX174 sălbatic.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.