ИИ впервые создал новые вирусы, которые убивают устойчивые к антибиотикам бактерии

Исследователи из Profluent объявили: искусственный интеллект впервые спроектировал с нуля полноценные геномы бактериофагов, которые оказались жизнеспособными и — что особенно важно — эффективно уничтожают бактерии, устойчивые к антибиотикам. ⠀

Что за вирус и зачем он нужен?

В качестве шаблона учёные выбрали бактериофаг ΦX174 — это вирус, который заражает кишечную палочку (E. coli).

Его геном был первым полностью секвенированным в истории (1977 год) и первым полностью синтезированным (2003). Теперь — первый, дизайн которого выполнен ИИ.⠀

Как ИИ научился создавать вирусы?

Команда использовала Evo, языковую модель, обученную на более чем 2 млн геномов фагов. Затем её дообучили на 14 000 штаммах семейства Microviridae, чтобы научиться генерировать похожие, но уникальные вирусы, отличающиеся от всех известных.

Для создания фагов с нужными свойствами исследователи:

• Разработали собственный пайплайн для аннотации перекрывающихся генов.
• Использовали тонкую настройку и prompt engineering.
• Отбирали дизайны с сохранённой структурой и специфичностью к E. coli.

⚠️ Некоторые сгенерированные геномы содержали до 392 мутаций по сравнению с ближайшими известными фагами — и всё равно работали!⠀

Проверка в лаборатории: как тестировали вирусы?

Всего команда протестировала 285 сгенерированных геномов. Из них 16 оказались рабочими — то есть эффективно заражали клетки E. coli и вызывали их разрушение.

Особо интересный случай — фаг Evo-Φ36, который неожиданно встроил белок упаковки ДНК от другого вируса G4. Это удалось ИИ, хотя люди не могли добиться такого результата при традиционном проектировании.

ИИ против антибиотикорезистентности

Учёные специально вывели штаммы E. coli, устойчивые к оригинальному вирусу ΦX174.

Затем использовали коктейли из нескольких ИИ-созданных фагов — и те смогли побороть устойчивость уже за 1–5 поколений, в то время как исходный вирус полностью провалился.⠀

Почему это важно?

Вместо того чтобы надеяться, что природа уже придумала нужный фаг, теперь мы можем генерировать вирусы под задачу, создавая разнообразие, которого в природе никогда не было.

Это даёт новое оружие в борьбе с супербактериями — и потенциально открывает путь к кастомной фаготерапии.⠀

Что дальше?

Исследователи уже планируют масштабировать подход на более крупные и сложные вирусы — например, для борьбы с такими патогенами, как:

• Pseudomonas aeruginosa — возбудитель инфекций дыхательных путей.
• Xanthomonas capestris — бактерия, вызывающая гниль у растений.

Полную техническую работу опубликовали на bioRxiv — там можно найти детали архитектуры, пайплайна и анализ мутаций.