十六种病毒并不是一个大数字。但在《科学》杂志上于8月6日描述的16种感染细菌的病毒并不是普通样本。它们不是从污水排放口捞起的，也不是从土壤样本中挖出来的，这些通常是这种物品的来历。这些病毒是由一个经过大量DNA序列训练的基因组语言模型编写的。斯坦福大学的研究人员从零开始设计了这些小病毒，产生了AI生成的第一个完整的、功能性的基因组。而且它们有效。作为一种鸡尾酒一起送达，设计的病毒——称为细菌噬菌体或噬菌体——感染了已经进化出对其模型自然病毒的抵抗力的大肠杆菌菌株，而这样的天然噬菌体组合无法做到这一点。这一进展提供了一个未来的前景，在这个未来中，定制的噬菌体疗法可以按需制造，以对抗抗生素无法处理的细菌感染。噬菌体疗法已经用于治疗传染病超过一个世纪，但这一领域一直面临生物学和商业障碍的组合：单个噬菌体往往仅杀死狭窄范围的细菌，抵抗力可以迅速演变，自然存在的噬菌体可能难以专利。AI设计的噬菌体为克服其中一些限制提供了一种方法——领导这项新研究的斯坦福计算生物学家布赖恩·希（Brian Hie）表示，合作伙伴已经开始询问使用他们的模型创造能够杀死致病细菌的噬菌体，而不是针对实验室的E. coli株。但同样的AI方法也降低了按需制造其他类型生物剂的技术门槛，包括具有致病潜力的病毒，这加剧了一个长期以来的担忧：为医学和生物技术发展而建立的系统可能毫不修改地转变为生物武器。“问题不再是生成病毒基因组设计是否会存在，”约翰霍普金斯公共卫生安全中心的一对生物安全专家在一篇随附的评论中写道。“而是社会能否建立监督机制，以便其好处展开，同时防止它带来严重伤害。”噬菌体是如何制造的在“从零开始设计”的短语中，包含了一个漫长的工程流程。研究人员使用了他们的Evo 2基础模型，该模型经过包含超过200万个噬菌体基因组的数据集训练。但为了这个实验，研究人员进一步专注于他们想要构建的特定类型的噬菌体——一个被广泛研究的噬菌体ΦX174的重新设计版本——通过在大约15,000个目标噬菌体亲属的基因组上进行微调，来优化该模型。然后，他们添加了计算约束和质量控制滤波器，以最大化AI生成的类似ΦX174序列产生有效噬菌体的机会。这个过程产生了302个候选基因组。这些基因组中有17个无法合成。在剩下的285个中，绝大多数仍无法感染和杀死细菌——这是任何噬菌体的最基本功能。最终只有16个可以被“重启”，即将合成的DNA序列转化为感染性的、杀死细菌的噬菌体。结果显示，机器实际上可以编写功能性病毒基因组，尽管相对较小，仅包含5400个DNA字母和11个基因。但考虑到生产这16种有效噬菌体所需的艰苦过程，值得问问AI到底贡献了什么，以及在这种方法可以产生真正危险的人类病原体之前需要改变什么。“目前，我认为仍需大量工作，”希表示，他在加利福尼亚州帕洛阿尔托的Arc Institute担任联合职务。“这绝对需要一个非常有才华的跨学科团队才能做到，”他说——更不用说希估计，如果团队必须支付市场价格，项目的DNA合成成本将在100,000到200,000美元之间。(Twist Bioscience提供了折扣服务。)希继续说道：“您希望在实验室重启的每一个病毒都是不同的，并具有需要优化的不同实验条件。它需要大量的领域特定专业知识。”此外，他补充道：“我们对AI系统提出的遗传变化如何提高致病性没有足够的理解。”这些AI设计的噬菌体新吗？在过于关注AI设计的病毒可能成为的未来之前，同样值得询问的是，这些病毒实际上代表了多少新颖性。对斯坦福数据的独立分析——由牛津大学的计算生物化学家奥利弗·克鲁克（Oliver Crook）领导——发现这16个可行的噬菌体基因组与其ΦX174模板的平均相似度约为97%。在家谱树上，AI设计的病毒位于现有噬菌体多样性的分布之内，而不是从中分支出来，克鲁克得出结论。