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AI used to create new viruses in the lab

人工智能用于实验室创造新病毒

Sydney Morning Herald2026年8月6日 23:04

卡尔·齐默尔 2026年8月7日 — 上午9:04 科学家们首次利用人工智能创造出新型病毒,这让人们对医学进步充满希望,同时也引发了这项技术未来可能被用于发明危险病原体的令人不安的可能性。从头合成病毒并不是什么新鲜事。研究人员早就学会了如何制造病毒基因组;这些基因组用于研究抗病毒药物和疫苗,以及了解病毒的工作原理。但在《科学》杂志上周四发表的新研究,远远超出了复制病毒基因的范围。加利福尼亚州帕洛阿尔托的阿克研究所的科学家们教会人工智能识别自然界中DNA结构的模式,然后利用这些数据编写全新病毒的配方。研究人员根据这些配方合成了DNA分子,并将它们插入细菌中。经过改造的细菌随后产生了自然界中从未见过的病毒。这些病毒能够感染其他细菌,证明它们是可行的。“这是一个重要的里程碑,”未参与此项研究的曼彻斯特大学合成生物学家帕特里克·蔡(Patrick Cai)说。人工智能构思的病毒对人类没有威胁,因为它们与一种名为Phi X-174的自然病毒相似,该病毒只感染细菌。但这项新研究增加了人们对人工智能可能使新一代生物武器的创造成为可能的担忧,包括致命毒素和无法遏制的大流行。约翰霍普金斯大学健康安全中心的研究员莫里茨·汉克(Dr. Moritz Hanke)表示,尽管科学研究迅猛发展,但各国政府和科学组织在制定阻止致命病毒产生的防护措施方面进展缓慢。“这之间存在巨大的脱节,”他说。研究的作者依赖于一种名为Evo的人工智能模型,该模型类似于OpenAI的ChatGPT。ChatGPT通过连接看似可能彼此跟随的单词来回答问题。这是由于它对来自互联网、书籍和其他来源的大量文本进行多年的训练。DNA在某些方面与书籍有惊人的相似之处:分子基本构件的序列,称为核苷酸,像文本行中的字母一样排列。一个基因由来自四个字母字母表(A、C、G和T)的数百个核苷酸组成。这个序列编码构建蛋白质和其他分子的指令。DNA有其自身的语法规则,如果一个序列违反了这些规则,结果则是生物学上的胡言乱语。生物学家发现了一些自然界的语法规则,但许多仍然是一个谜。研究人员想知道Evo是否能够自己掌握这些规则。他们没有在文本上进行训练,而是使用了来自数百万种动物、植物、微生物和病毒的遗传序列进行训练。总体而言,Evo扫描了大约9万亿个核苷酸。通过一种名为Evo的人工智能模型创造的病毒的原子重建。最终,Evo认识到生命树上常见的模式,并利用这些模式生成编码可以执行特定工作的蛋白质的新基因蓝图。这些结果使团队开始思考Evo是否不仅能掌握单个基因,还能掌握整个基因组。由于人工智能起初只能处理小基因组,科学家们决定尝试制造病毒。尽管人类基因组包含超过30亿个核苷酸,但许多病毒的基因组仅由几千个核苷酸组成。“这感觉只是显而易见的下一步,”斯坦福大学的研究生及新研究的作者塞缪尔·金(Samuel King)说。他和同事们给Evo进行了另一轮训练,这一次训练了Phi X-174的11个基因及其约15,000个近亲。他们部分之所以做出这个选择,是因为科学家们对Phi X-174非常熟悉,已经研究了近一个世纪。由于它是一种只感染大肠杆菌的噬菌体,他们知道类似的病毒是安全的。一旦Evo熟悉了Phi X-174及其亲属的基因组,研究人员便促使该模型写出新的版本。Evo生成了70万个潜在版本;科学家们只追求那些看起来成功机会最大的版本。他们最终制作了来自Evo提出的285个序列的DNA分子。当这些基因组准备好进行测试时,金和他的同事们将它们插入了细菌中,并在培养皿上播撒。在许多培养皿中,微生物平静生长;Evo的基因组失败了。但在一个培养皿中,研究人员注意到在浑浊的细菌膜中出现了清晰的点,这是病毒繁殖的明显迹象。科学家们插入细菌的DNA产生了包含病毒基因的蛋白质外壳。病毒从细胞中爆发出来,

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