斯坦福用 AI 造出能殺菌的病毒：首次完整生成病毒基因組

大數(shù)據(jù)文摘出品

斯坦福大學(xué)與Arc研究所的科學(xué)家宣布，他們利用人工智能成功設(shè)計(jì)出能夠殺死細(xì)菌的病毒。

研究團(tuán)隊(duì)在最新的預(yù)印本論文中寫道，這是首次通過生成式方法設(shè)計(jì)出完整病毒基因組，也是AI邁向“設(shè)計(jì)生命體”的開端。

他們使用一套名為Evo的AI系統(tǒng)，它的運(yùn)作方式與大型語言模型類似，只不過不是學(xué)習(xí)文字，而是學(xué)習(xí)生物基因。

Evo被輸入了約兩百萬個(gè)噬菌體的基因組數(shù)據(jù)，研究人員要求它針對(duì)phiX174病毒進(jìn)行變體設(shè)計(jì)，這種噬菌體只有11個(gè)基因，大約5000個(gè)DNA字母。

AI生成的302個(gè)基因序列被化學(xué)合成出來，并投放到大腸桿菌中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

結(jié)果顯示，其中16個(gè)設(shè)計(jì)出的病毒不僅能夠復(fù)制，還能直接殺死宿主細(xì)菌，這讓研究人員感到震撼。

Arc研究所實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Brian Hie表示，當(dāng)看到AI生成的病毒球體在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)時(shí)，“那一刻相當(dāng)震撼”。AI提出的基因順序變化完全出乎人類科學(xué)家的意料。

科學(xué)界的分歧與質(zhì)疑

盡管實(shí)驗(yàn)取得了突破，但科學(xué)界意見并不一致。

有專家認(rèn)為，這種方法本質(zhì)上只是“更快的試錯(cuò)”，和實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)通過人工搜索文獻(xiàn)設(shè)計(jì)合成細(xì)胞的路徑相似。

AI雖然能提出新穎的基因組合，但科學(xué)家仍然無法完全預(yù)測這些組合會(huì)帶來什么效果。

更嚴(yán)肅的問題在于風(fēng)險(xiǎn)。研究團(tuán)隊(duì)刻意避免讓AI學(xué)習(xí)人類病原體的基因組，以減少潛在危險(xiǎn)。

但Venter警告，如果類似方法被應(yīng)用于天花或炭疽等高風(fēng)險(xiǎn)病毒，后果將極其嚴(yán)重。

他說：“我強(qiáng)烈呼吁在任何病毒增強(qiáng)研究中保持高度謹(jǐn)慎，尤其當(dāng)你并不知道會(huì)得到什么的時(shí)候。”

此外，技術(shù)的擴(kuò)展性也存在巨大挑戰(zhàn)。

phiX174的基因量極小，而像大腸桿菌這樣的細(xì)菌，其DNA數(shù)量是前者的一千倍。

Boeke指出，如果擴(kuò)展到這種復(fù)雜程度，難度將“從令人頭痛飆升到比宇宙中亞原子粒子數(shù)量還要龐雜”。

這意味著AI要想真正設(shè)計(jì)出完整的細(xì)胞，科學(xué)與工程上的障礙幾乎難以想象。

未來潛力與國家戰(zhàn)略

即便如此，支持者仍認(rèn)為這條路必須繼續(xù)走下去。

噬菌體療法已經(jīng)被醫(yī)學(xué)界嘗試用于治療耐藥性細(xì)菌感染，如果AI能更高效地創(chuàng)造出殺菌病毒，這種療法或許能迎來真正突破。

在基因治療領(lǐng)域，病毒也是不可替代的工具，它們能攜帶新基因進(jìn)入人體細(xì)胞。AI生成的病毒有可能讓這種治療方式更精準(zhǔn)、更可控。

據(jù)《MII Technology Review》報(bào)道，Ginkgo Bioworks的首席執(zhí)行官Jason Kelly甚至提出，AI設(shè)計(jì)細(xì)胞應(yīng)當(dāng)上升為國家級(jí)戰(zhàn)略。

他設(shè)想未來會(huì)有自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，持續(xù)測試AI生成的基因組，并將結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給模型，從而形成自我迭代的研發(fā)體系。

他強(qiáng)調(diào)：“細(xì)胞是所有生命的基石，誰先掌握AI設(shè)計(jì)細(xì)胞的能力，誰就可能引領(lǐng)下一個(gè)科學(xué)紀(jì)元。”

這一觀點(diǎn)凸顯出AI生物學(xué)研究正在進(jìn)入戰(zhàn)略競爭層面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖僅限于極其簡單的病毒，但其象征意義巨大。

從設(shè)計(jì)病毒到設(shè)計(jì)細(xì)胞，再到可能出現(xiàn)的AI合成生命，科學(xué)與風(fēng)險(xiǎn)將并行推進(jìn)。

注：頭圖AI生成

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