ИИ создает полноценные бактериофаги: революция в синтетической биологии
Ученые создали первые полноценные геномы бактериофагов с помощью ИИ, открывая новую эру в борьбе с антибиотикорезистентными инфекциями и персонализированной фаготерапии.
Исследователи из Arc Institute и Стэнфорда достигли беспрецедентного прорыва, создав первые полностью функциональные геномы бактериофагов с помощью искусственного интеллекта. Это открывает новую эпоху в разработке персонализированных терапий против антибиотикорезистентных бактерий.
Команда сосредоточилась на создании вариантов бактериофага ΦX174 с компактным геномом в 5,4 килобазы, содержащим 11 генов. Используя непатогенного хозяина E. coli C в качестве мишени, исследователи разработали комплексную вычислительную платформу, объединяющую генеративное моделирование с систематическими ограничениями дизайна.
Эта работа предоставляет чертеж для создания разнообразных синтетических бактериофагов и закладывает основу для генеративного дизайна полезных живых систем в масштабе генома— Авторы исследования
Разработанная вычислительная платформа включает точную настройку модели, инженерию промптов, управление временем вывода и систематическую экспериментальную валидацию. Этот интегрированный подход решает фундаментальную задачу согласования сложных геномных особенностей, включая кодирующие последовательности, регуляторные элементы и межэлементные взаимодействия.
Исследователи подчеркивают надежные рамки безопасности, лежащие в основе их работы, включая вычислительные защитные меры внутри самих моделей ИИ. Обучающие данные намеренно исключали эукариотические вирусы, включая человеческие патогены, в то время как экспериментальные протоколы следовали установленным принципам биобезопасности для исследований бактериофагов.
Методология может ускорить разработку адаптивных антимикробных стратегий и обеспечить систематическое исследование эволюционных принципов дизайна. Исследование демонстрирует, что генеративный дизайн, управляемый ИИ, может успешно преодолеть разрыв между вычислительным предсказанием и экспериментальной валидацией в синтетической биологии.
Это достижение знаменует новую веху в конвергенции ИИ и синтетической биологии, предлагая новые пути для создания функциональных биологических систем с желаемыми свойствами и открывая беспрецедентные возможности для персонализированной медицины.