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人工智能用于设计全新病毒

BBC Health2026年8月6日 18:01

图像来源,盖蒂图片社 图像说明,实验室中展示的人工智能设计的噬菌体病毒图形 由健康与科学记者报道 据美国研究人员称,人工智能已经被用于设计全功能的全新病毒,这些病毒可以在实验室中复制。这是人工智能首次成功设计完整基因组。所产生的16种新病毒被创造出来以感染细菌,并对人类没有威胁。这一突破被称为科学的“非常重要的转折点”,可能为治疗疾病开启一个新的时代。但专家们也警告称,AI设计的病毒引发了“紧迫”的安全和保安担忧。AI工具正在快速发展,已经被用于设计新的抗生素。但相比从零开始设计一种新型可行病毒,这相对简单。“这是生成性人工智能可设计复杂性的下一个步骤,这是生成性人工智能首次被用于设计完整基因组,这是可以在细胞内复制并具备其他功能的东西……这是我们新的领域,”斯坦福大学助理教授布赖恩·希告诉BBC。该技术的工作原理类似于大型语言模型,如ChatGPT,它们预测文本序列。在这个实例中,名为Evo1和Evo2的AI模型预测的是生命的语言,而不是单词。这些AI模型是在病毒、细菌、植物和人类的遗传代码上进行训练的。随后它们被精炼以产生一种称为噬菌体的病毒,仅感染特定种类的细菌。 图像来源,斯坦福大学 图像说明,助理教授布赖恩·希(左)与一位同事的合影,他对自己的工作表示:“这是我们新的领域。” 斯坦福的研究人员挑选了最有前景的302种AI设计,并在实验室内合成了它们。在这些中,有16种证明有效杀死大肠杆菌。实验室的博士生塞缪尔·金表示,他们在清晨早些时候意识到噬菌体正在发挥作用。噬菌体被放置在生长着细菌层的培养皿上,科学家们等待新病毒享用盛宴的迹象。“我们开始看到这些清晰的斑点,令人非常兴奋,”金说道。当结果与更广泛的团队分享时,“房间自发爆发出掌声,”希回忆道。开发新的噬菌体可能会导致治疗已经对抗生素产生耐药性的感染的新方法。图像来源,盖蒂图片社 图像说明,噬菌体疗法被视为应对无法用抗生素治疗的细菌感染上升潮流的一种潜在解决方案 但这一突破也表明AI设计新生物的能力,超越自然界——这被称为合成生物学。希认为,这有可能“极大改善人类健康”,通过开发新药物和疗法。但人们已经提出担忧,认为同样的技术可能被恶意用于创造新疾病。在《科学》期刊发布的评论中,约翰霍普金斯大学健康安全中心的托马斯·英格尔斯比博士和莫里茨·汉克博士写道,研究结果引发了“紧迫的生物安全和生物安全问题”。他们表示,不再是“生成性病毒基因组设计是否会存在”的问题,而是是否可以在“不造成严重伤害”的情况下使用。比如,他们说具有造成疾病潜力的新病毒“不应被追求”。研究人员自己采取了措施以最大化安全性。他们从训练数据库中排除了能够感染复杂生物的病毒,进行了噬菌体而不是感染人类的病毒的研究,并且所有研究均在一个安全的实验室内进行。希认为,即使现有的保障措施也大大有助于“确保该技术的良好使用”。 从计算机比特到原子 病毒不是活生生的生物,想要让AI生成活生生的生物体还需另一个重要的飞跃。噬菌体的遗传代码约为5400个碱基对(字母)长。一个活细胞的最小基因组约为500000个碱基对。人类基因组为30亿个碱基对。希表示,“尝试一些简单的生物可能需要很多工作,但并非不可能”,他们“绝对有兴趣朝着这一方向努力”。西班牙庞培·法布拉大学合成生物学实验室的马克·圭尔教授表示,这项研究是一个“非常重要的转折点”,因为“历史上第一次,我们开始在计算机上设计生物学”。他说,它“让我们梦想到激动人心的可能性,以应对人类面临的最大挑战”,例如开发对抗疾病的噬菌体、治疗遗传疾病的酶以及可以用于免疫疗法的抗体。曼彻斯特生物技术研究所合成基因组学系主席帕特里克·蔡教授表示,这项研究是“重要的”

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