Po raz pierwszy w historii naukowcy stworzyli w laboratorium funkcjonalnego wirusa zaprojektowanego od zera przez sztuczną inteligencję. Nie został on zmodyfikowany na bazie istniejącego organizmu, lecz wygenerowany jako kompletny genom, który wcześniej nigdy nie występował w naturze. Nowy bakteriofag, nazwany Evo–Φ2147, potrafi skutecznie infekować i zabijać bakterie Escherichia coli. Osiągnięcie to, opisane na łamach Nature, otwiera nowy rozdział w genetyce, terapii fagowej i biologii syntetycznej, jednocześnie rodząc poważne pytania o przyszłe ryzyka związane z projektowaniem życia przez algorytmy.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak sztuczna inteligencja zaprojektowała od zera funkcjonalnego wirusa, który skutecznie zabija bakterie E. coli.
- Czym są technologie Evo2 i Sidewinder oraz dlaczego radykalnie zmieniają tempo i koszt projektowania genomów.
- Jakie znaczenie to odkrycie ma dla walki z opornością na antybiotyki i rozwoju terapii fagowych nowej generacji.
- Jakie ryzyka biologiczne i etyczne wiążą się z projektowaniem życia przez AI oraz jakie zabezpieczenia zastosowali badacze.
Wirus zaprojektowany od zera przez AI
Evo–Φ2147 to sztucznie zaprojektowany bakteriofag, którego genom liczy zaledwie około 5,3 tys. par zasad DNA i zawiera 11 genów. Dla porównania: genom człowieka składa się z ponad 3,2 miliarda par zasad i dziesiątek tysięcy genów. Mimo skrajnej prostoty, wirus ten wykazuje pełną funkcjonalność biologiczną – potrafi infekować komórki bakteryjne i doprowadzać do ich zniszczenia.
W ramach eksperymentu naukowcy wygenerowali 285 kompletnie nowych genomów wirusowych, zaprojektowanych przez model sztucznej inteligencji. Spośród nich 16 doprowadziło do powstania działających wirusów, a ich mieszanka była w stanie skutecznie eliminować nawet szczególnie oporne szczepy E. coli. Co istotne, najskuteczniejsze warianty zabijały bakterie o około 25% szybciej niż naturalne odpowiedniki.
Evo2 – „ChatGPT dla DNA”
Kluczowym narzędziem badania był model Evo2 – generatywna sztuczna inteligencja zaprojektowana specjalnie do pracy z genomami. W przeciwieństwie do klasycznych modeli językowych, Evo2 nie analizuje tekstu, lecz sekwencje DNA, RNA i białek. System został wytrenowany na ponad 9 bilionach nukleotydów, pochodzących ze 128 tysięcy organizmów.
Dzięki temu Evo2 potrafi rozpoznawać złożone wzorce genetyczne, przewidywać funkcje sekwencji oraz generować zupełnie nowe fragmenty DNA o realistycznej architekturze biologicznej. Co szczególnie istotne, model nie modyfikuje istniejących genomów, lecz syntetyzuje je od podstaw, zachowując zgodność z wymaganiami gospodarza, w tym wypadku bakterii E. coli.
Sidewinder – przełom w składaniu genomów
Drugim filarem projektu była technologia Sidewinder, umożliwiająca szybkie i precyzyjne składanie długich sekwencji DNA w laboratorium. Jej twórcą jest dr Kaihang Wang z California Institute of Technology.
Jak tłumaczy naukowiec, wcześniejsze metody przypominały składanie porwanych stron książki bez numeracji. Sidewinder działa jak „numerowanie stron”, pozwalając układać fragmenty DNA w odpowiedniej kolejności. Dzięki temu konstruowanie sztucznych genomów może być nawet 1000 razy szybsze i tańsze, a dokładność syntezy wzrasta ponad 100 000-krotnie.
„Jeśli kontrolujesz kod życia, możesz stworzyć wszystko”
Znaczenie odkrycia najlepiej oddają słowa jednego z autorów badań. Kaihang Wang w rozmowie z Sunday Times powiedział:
Jeśli potrafisz kontrolować kod źródłowy życia, możesz stworzyć wszystko. Jedyne, co nas ogranicza, to nasza wyobraźnia.
Badacze podkreślają jednocześnie, że wirus nie jest w pełnym sensie „życiem”, ponieważ nie potrafi przetrwać poza komórką gospodarza. Mimo to jego zachowanie biologiczne jest nieodróżnialne od naturalnych patogenów.
Nowa broń w walce z opornością na antybiotyki
Jednym z głównych celów projektu była ocena, czy AI może w przyszłości umożliwić projektowanie terapii fagowych odpornych na ewolucję bakterii. Jak podkreślają dr Samuel King i dr Brian Hie:
Oporność bakterii na antybiotyki stanowi jedno z najpilniejszych wyzwań współczesnej medycyny, a oporne infekcje zabijają setki tysięcy lub więcej osób rocznie.
Sztucznie projektowane wirusy mogłyby stać się precyzyjną alternatywą dla antybiotyków, atakując wyłącznie określone szczepy bakterii i ograniczając ryzyko dalszej selekcji oporności.
Obawy: biobroń i „świat podarwinowski”
Ten sam przełom, który otwiera nowe możliwości terapeutyczne, rodzi jednak poważne obawy. Eksperci ostrzegają, że projektowanie patogenów należy do najgroźniejszych potencjalnych zastosowań sztucznej inteligencji. Adrian Woolfson, biolog molekularny i przedsiębiorca technologiczny, w wywiadzie dla Sunday Times stwierdził:
Przez ostatnie cztery miliardy lat ewolucja była ślepa. Teraz ewolucja naturalna ma współautora – jest nim sztuczna inteligencja.
Z tego powodu twórcy Evo2 celowo usunęli z danych treningowych sekwencje, które mogłyby posłużyć do projektowania wirusów atakujących ludzi. Jak podkreślają autorzy projektu:
Evo nie jest w stanie wygenerować sekwencji wirusów ludzkich ze względu na celowe wykluczanie danych szkoleniowych.
Od wirusów do całych organizmów
Naukowcy nie ukrywają, że Evo–Φ2147 to dopiero początek. Te same narzędzia mogą w przyszłości umożliwić projektowanie spersonalizowanych szczepionek, przyspieszyć rozwój terapii przeciwnowotworowych, a nawet – w dłuższej perspektywie – tworzenie bardziej złożonych form życia lub rekonstrukcję wymarłych organizmów.
Jak zauważa Woolfson, produkcja spersonalizowanych szczepionek nowotworowych, trwająca dziś 8–12 tygodni, mogłaby zostać skrócona do 2–3 dni.
Powstanie wirusa Evo–Φ2147 zaprojektowanego przez sztuczną inteligencję to jeden z najbardziej przełomowych momentów w historii biologii syntetycznej. Pokazuje, że kod życia może być projektowany tak samo jak kod komputerowy. Jednocześnie stawia przed nauką, regulatorami i społeczeństwem fundamentalne pytania o bezpieczeństwo, etykę i granice ingerencji w procesy ewolucyjne. To bez wątpienia początek nowej ery – pozostaje pytanie, jak odpowiedzialnie zostanie ona wykorzystana.
Główne wnioski
- Model AI Evo2 wygenerował 285 nowych genomów wirusowych, z których 16 okazało się funkcjonalnymi bakteriofagami zdolnymi do infekowania i zabijania *E. coli*.
- Sztucznie zaprojektowany wirus Evo–Φ2147 zawiera jedynie 11 genów i ok. 5,3 tys. par zasad DNA, a mimo to skutecznie eliminuje bakterie.
- Najbardziej efektywne warianty działały o około 25% szybciej niż naturalne wirusy atakujące *E. coli*.
- Technologia Sidewinder umożliwia składanie genomów nawet 1000 razy szybciej i taniej, co otwiera nowe możliwości terapeutyczne, ale wymaga ścisłej kontroli bezpieczeństwa biologicznego.
Źródło:
- https://www.nature.com/articles/d41586-025-03055-y
- Daily Mail
- GB News
- Unilad Tech
- Sunday Times
- PolskieRadio24.pl
