ИИ создал 16 новых вирусов для уничтожения устойчивых бактерий — учёные предупреждают о рисках

Исследователи Стэнфордского университета и Arc Institute с помощью геномных моделей искусственного интеллекта создали 16 жизнеспособных бактериофагов, которых прежде не существовало в природе. Новые вирусы поражают бактерии E. coli и смогли преодолеть устойчивость штаммов, с которыми не справлялся природный бактериофаг.

Речь идёт не о вирусах человека, а о бактериофагах — вирусах, заражающих бактерии. В экспериментах использовались непатогенные лабораторные штаммы E. coli, а созданные конструкции не представляли опасности для людей, животных или растений.

Команда под руководством Брайана Хи и Сэмюэла Кинга использовала геномные языковые модели Evo 1 и Evo 2. Подобно тому как обычная языковая модель изучает закономерности текста, Evo анализирует последовательности ДНК и учится создавать генетические конструкции, способные выполнять заданную функцию.

За основу исследователи взяли хорошо изученный бактериофаг ΦX174. Его небольшой геном состоит из 5386 нуклеотидов и содержит 11 перекрывающихся генов. Модели дополнительно обучили на 14 466 последовательностях родственных бактериофагов семейства Microviridae, после чего отфильтровали полученные варианты по структуре генома, предполагаемой способности заражать E. coli и отличиям от известных природных вирусов.

В лаборатории синтезировали и проверили 285 предложенных ИИ геномов. Жизнеспособными оказались 16: они размножались в бактериях и подавляли их рост. Каждый из этих бактериофагов содержал от 67 до 392 мутаций относительно ближайшего известного природного аналога. В 13 геномах присутствовали изменения, которых исследователи не нашли ни в одной известной природной последовательности.

Особенно важным стал опыт с бактериальной устойчивостью. Учёные получили три штамма E. coli, устойчивых к природному ΦX174. Смеси созданных ИИ бактериофагов смогли преодолеть устойчивость всех трёх штаммов, тогда как исходный природный вирус с задачей не справился.

Это открывает перспективу для фаговой терапии — применения вирусов против опасных бактерий, в том числе устойчивых к антибиотикам. Вместо долгого поиска подходящего бактериофага в природе модели потенциально позволят создавать наборы вирусов под конкретного возбудителя и заранее учитывать вероятность появления устойчивости.

Работа одновременно усиливает опасения в сфере биобезопасности. Возможность проектировать полный работоспособный вирусный геном имеет двойное назначение: тот же общий принцип в будущем теоретически может применяться не только к безопасным бактериофагам. Авторы подчёркивают необходимость привлекать специалистов по биобезопасности на всех этапах подобных исследований.

В самой работе использовались дополнительные ограничения. Из обучающих данных исключили вирусы людей, животных и растений, а проектирование начиналось с хорошо изученного безопасного шаблона. Все лабораторные операции проводились в специальных боксах с отдельными процедурами утилизации.

Первые результаты команда представила в препринте в сентябре 2025 года. Новым событием стало прохождение научного рецензирования и публикация работы в журнале Science, после чего исследование получило широкое международное внимание.

Описание исследования в Arc Institute
Рукопись исследования