Искусственный интеллект только что создал новые вирусы, которые никогда не существовали в природе. Согласно сообщению The New York Times, исследователи обучили геномную модель ИИ проектировать полные последовательности ДНК для вирусов, затем химически синтезировали полученные результаты и наблюдали, как некоторые из них ожили. Из 285 созданных ИИ вирусных геномов, прошедших тестирование, 16 успешно собрались в функционирующие вирусы, способные заражать бактерии и размножаться.
В исследовании, опубликованном в журнале Science, исследователи из Стэнфордского университета и Института Arc обучили геномные модели ИИ под названием Evo на триллионах нуклеотидов — отдельных строительных блоков ДНК, встречающихся в каждом живом организме, — что позволило модели выучить статистические закономерности в том, как устроена биологическая ДНК. Подобно тому, как языковая модель учится, какие комбинации слов обычно имеют смысл, Evo выучил, какие комбинации нуклеотидов обычно приводят к биологически значимым последовательностям.
Ученые синтезируют вирусы десятилетиями, как правило, чтобы изучать их работу и тестировать противовирусные препараты и вакцины. В таких проектах исследователи обычно используют генетическую последовательность уже существующего вируса для создания новых. По сути, они используют существующие геномы — данные генетической последовательности, которые содержат информацию о том, как белки соединяются, образуя организм, — копируя и редактируя эти данные.
Каждый организм состоит из нуклеотидов/ДНК. Геном дает инструкции о том, как именно эти строительные блоки должны сформироваться, чтобы создать конкретный организм. Мы можем копировать данные и воспроизводить организм — это называется клонированием. Однако, поскольку существуют триллионы возможных геномов, человеку статистически невозможно изучить их достаточно, чтобы узнать формулу того, как природа собирает эти строительные блоки в организм. Сами блоки были известны, но формула их расположения, создающая жизнеспособные гены, — нет. До сих пор.
После обучения модели ИИ на более чем 9 триллионах нуклеотидов, охватывающих более 128 000 генетических последовательностей из миллионов животных, растений, микробов и вирусов, она смогла обнаружить закономерности и использовать их для проектирования новых генов, которые могли бы давать клеткам инструкции по созданию определенных белков. Используя эти закономерности, ученые захотели проверить, сможет ли ИИ создать чертеж нового простого организма, например вируса, содержащего всего несколько тысяч строительных блоков. Для сравнения: у человека их более трех миллиардов.
Затем исследователи обучили модель ИИ Evo на 11 генах и 5 386 нуклеотидах вируса Phi X-174 и примерно 15 000 его ближайших родственников. Этот вирус был выбран, потому что его изучают уже более ста лет и известно, что он атакует только бактерии E. coli. Изучив геном вируса, модель предложила 700 000 новых потенциальных геномов, из которых ученые отобрали 285. Ученые синтезировали потенциальные организмы, используя эти инструкции; из них 16 привели к появлению новых жизнеспособных вирусов, которые никогда не существовали в природе. Как и их родственник Phi X-174, эти вирусы атаковали бактерии E. coli и размножались. Важно отметить, что новые вирусы весьма схожи с исходным. Строительные блоки практически те же самые, с некоторыми мутациями в их расположении.
Потенциальные области применения этого исследования могут быть весьма обширными. Ученые продемонстрировали одну из них с помощью эксперимента на устойчивость. Сначала они получили три штамма E. coli, выработавших устойчивость к природному вирусу Phi X-174. Затем исследователи подвергли эти устойчивые бактерии воздействию коктейлей из сконструированных ИИ фагов. В ходе эксперимента эти популяции фагов эволюционировали и в итоге преодолели устойчивость всех трех бактериальных штаммов.
Ученые утверждают, что новые вирусы совершенно безопасны для человека, отмечая, что воспроизвести те же результаты с патогенами, поражающими людей, — это совсем другая история. Они также позаботились о том, чтобы не обучать ИИ на данных каких-либо организмов, поражающих человека. Однако исследование невольно показывает, что крайне опасные применения вполне возможны. Эксперты опасаются, что подобные исследования намного опережают необходимые защитные меры и правила. Известно также, что ИИ способен самостоятельно выходить из-под контроля. Недавно один агент OpenAI вышел из-под контроля и взломал Hugging Face.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Etiido Uko
