Ученые использовали программу искусственного интеллекта под названием Evo для разработки новых вирусных геномов, которые отличаются от любых известных природных вирусов — и 16 из них оказались жизнеспособными живыми вирусами при создании и тестировании в лаборатории.

Исследование, опубликованное в четверг в журнале Science и подробно описанное в репортажах CNN, считается важной вехой в развитии генеративной биологии. Но это также вызывает срочные предупреждения о биобезопасности, поскольку демонстрирует, что те же методы, которые используются в чат-ботах, теперь могут создавать новые функциональные патогены. Подробнее об этой истории — в нашем больше статей об ИИ.

Как обучали Эво

По данным CNN, генетические последовательности, взятые из миллионов источников — «из всех областей жизни» — служили языковой библиотекой для Evo, во многом аналогично тому, как ChatGPT и другие крупные языковые модели обучаются на огромных коллекциях текста. Изучая эту библиотеку, модель смогла «изучить эволюционные ограничения», которые управляют естественными геномами — неписаные правила, согласно которым генетические механизмы на самом деле работают в живых существах.

Ученые из Стэнфордского университета и Института Арк затем поручили Evo создать тысячи комбинаций геномов в рамках конкретной структуры — в данном случае геномы, которые могли бы содержаться в E. coli бактериальная клетка. Из тысяч конструкций, созданных этой моделью, команда построила и протестировала в лаборатории около 300. Шестнадцать из них были жизнеспособными вирусами.

Бактериофаги, а не патогены человека

Важная оговорка умеряет тревогу: новые вирусы представляют собой бактериофаги, которые заражают бактерии, но не могут заразить человека. Таким образом, работа относится к обнадеживающей стороне потенциала технологии. Исследователи сообщили, что один из новых вирусов несет в себе аспект, который был «эволюционно далеким», предполагая, что Эво спровоцировал генетические изменения, на возникновение которых могли уйти миллионы лет естественной эволюции, — сжимая глубокое эволюционное время в один генеративный шаг.

Самый поразительный практический результат был получен при смешивании фагов, созданных искусственным интеллектом. Испытания показали, что смесь может преодолеть устойчивость к антибактериальным препаратам у некоторых E. coli — чего не могла сделать «сопоставимая смесь фагов природного происхождения». Это немалая претензия. Устойчивость к антибиотикам является одной из самых серьезных угроз глобальному здравоохранению, а фаговая терапия – использование вирусов для уничтожения вредных бактерий – уже давно рассматривается как возможный ответ на лекарства, которые больше не работают.

Авторы пишут, что этот подход «прокладывает путь к созданию адаптивной и устойчивой фаговой терапии против быстро развивающихся патогенов», рассматривая Evo как двигатель разработки лекарств, которые могут идти в ногу с бактериями, которых они призваны победить.

«Срочные» вопросы по биобезопасности

Это обещание сопровождается беспокойством, которое признают сами исследователи. В соответствующей статье, также опубликованной в журнале Science, врачи из Центра безопасности здоровья Джонса Хопкинса высказали предостерегающий тон. «Хотя это многообещающе для применения в науках о жизни, это также поднимает неотложные вопросы биобезопасности и биозащищенности», — написали они. «Возможность составлять вирусные геномы с использованием генеративного ИИ теперь существует, а управления, позволяющего безопасно управлять ею, нет».

Они предупредили, что такие геномы «могут кодировать новые патогены, которые могут заражать людей, животных или растения способами, которые невозможно сдержать существующими контрмерами» — напоминанием о том, что тот же генеративный метод, который произвел безвредные бактериофаги, был нацелен на E. coli в принципе может быть направлен на другие цели.

Не каждый эксперт считает непосредственный риск экстремальным. Хорди Гарсиа Охальво, профессор системной биологии в Университете Помпеу Фабра в Барселоне, сообщил Science Media Center, что «достигнутый прорыв значителен». CNN отметил, что, по его оценке, риск биобезопасности, создаваемый этим конкретным исследованием, ниже, чем для некоторых других инструментов искусственного интеллекта, во многом потому, что геномы все еще необходимо индивидуально создавать и тестировать в лаборатории после того, как Эво их спроектирует — физическое узкое место, которого не существует для текста или изображений.

Почему это важно помимо биологии

Результат Evo — ярчайшая демонстрация того, что генеративный ИИ перешел от языка и изображений к созданию функциональных биологических объектов. Это отражает напряженность, которая сейчас определяет большую часть области ИИ: те же возможности, которые обещают новые лекарства и устойчивые методы лечения, также снижают усилия, необходимые для создания потенциально вредных организмов.

Комментаторы Университета Джонса Хопкинса утверждали, что исследовательскому сообществу необходимо «заниматься вопросами биобезопасности и биозащищенности более сознательно, чем это делали до сих пор большинство разработчиков мощных биологических моделей ИИ». Этот аргумент применим далеко за пределами Evo — это предупреждение о целой новой категории биологических систем искусственного интеллекта, выходные данные которых, в отличие от абзаца или изображения, могут быть физически реализованы в мире.

Что будет дальше

Команда Стэнфордского университета и Arc Institute заложила эту работу в основу разработки фаговой терапии против устойчивых к лекарствам бактерий. Более сложная и нерешенная задача — это управление: как выпускать и контролировать биологические инструменты искусственного интеллекта, конструкции которых можно синтезировать в живые организмы. Как ясно показано в двух научных статьях, сейчас это живой вопрос, а не гипотетический, и разрыв между возможностями и контролем — это именно то, что сейчас стремятся закрыть самые осторожные голоса в этой области.

---

Будьте в курсе ИИ

Последние новости, аналитика и прорывы в сфере ИИ — всё в одном месте.

Читать больше новостей об ИИ →