斯坦福大學和阿克研究所創造了首個能夠感染細菌的AI設計病毒

簡述

斯坦福大學和弧形研究所的研究人員使用人工智能模型設計出完全新的病毒，這些病毒能夠感染細菌，攜帶數百種新型突變，並克服自然細菌防御。

斯坦福大學和非營利組織Arc Institute的研究人員在計算生物學領域取得了重大裏程碑，創造了首個完全由人工智能設計的病毒，能夠感染並殺死細菌。

團隊訓練了一個名爲Evo的高級AI模型，該模型遵循與大型語言模型(LLMs)（如ChatGPT）相同的原理，使用了兩百萬個病毒基因組的數據集，使其具備理解病毒結構、基因相互作用和功能限制的能力。

利用這個模型，科學家們讓Evo從頭設計全新的病毒，最終得到了302個獨特的設計，其中16個在實驗室測試中被確認是功能性的，展示了人工智能生產從未存在過的可行生物系統的能力。

這些人工智能生成的病毒攜帶了多達392種在自然界中從未觀察到的突變，包括研究人員之前嘗試並未成功組裝的遺傳元素組合，使用傳統工程技術。

有趣的是，當細菌對天然病毒進化出抵抗力時，人工智能設計的病毒能夠在幾天內克服這些防御，而傳統病毒則變得無效。

一個特別顯著的合成病毒成功地整合了一個與之遠緣的病毒的關鍵蛋白成分，這一成就盡管科學家們多次嘗試使用標準基因工程方法卻仍然未能實現。

AI設計的病毒標志着基因組工程新時代的到來

這些人工智能設計的病毒的發展標志着科學研究新時代的到來，在這個時代，計算工具不僅可以讀取和寫入基因組，還能主動設計基因組。正如阿克研究所所強調的，“這代表了我們在基礎層面上工程生物學能力的新篇章。”

研究人員強調，他們的人工智能故意沒有針對感染人類的病毒進行訓練。然而，這項技術存在固有風險，因爲其他人可能會出於好奇、科學興趣或惡意意圖，利用它來研究人類病原體並創造新的致病性水平。

此外，人工智能生成更復雜生物的完整基因組的能力仍然不確定，目前沒有直接測試這種設計的方法。與某些可以直接從DNA鏈激活的病毒不同，細菌、哺乳動物或人類等較大生物需要對現有細胞進行逐步的基因修飾，這一過程仍然緩慢且勞動密集。

盡管面臨這些挑戰，科學家們認爲開展這一研究方向是重要的。他們設想自動化實驗室，在這些實驗室中可以提出AI生成的基因組，進行實驗測試，並通過迭代反饋進行改進，從而可能加速對復雜生物系統的開發和理解。