Смена парадигмы в синтетической биологии
6 и 7 августа 2026 года научное сообщество отметило беспрецедентный прорыв. Команда исследователей из Стэнфордского университета и Arc Institute в Пало-Альто, Калифорния, смогла спроектировать и синтезировать в лаборатории 16 совершенно новых вирусов, созданных исключительно с помощью искусственного интеллекта. Результаты исследования, опубликованные в престижном журнале Science, впервые в истории демонстрируют, что генеративный ИИ может создавать полные геномы, функциональные и способные к успешному размножению.
Чтобы понять масштаб этого достижения, важно разобраться, что представляют собой созданные организмы: это бактериофаги (или фаги) — тип вирусов, запрограммированных исключительно на заражение и уничтожение конкретных бактерий. В данном случае целью была бактерия Escherichia coli (E. coli). Благодаря такому дизайну они не способны наносить вред человеческим клеткам или вызывать заболевания у людей, что делает их чрезвычайно безопасным и перспективным терапевтическим инструментом.
«Язык жизни»: как ИИ пишет ДНК
Для достижения этого результата команда под руководством профессора Брайана Хи и исследователя Сэмюэла Кинга разработала и использовала модели геномного языка Evo 1 и Evo 2. Эти вычислительные инструменты работают аналогично большим языковым моделям, таким как ChatGPT: вместо предсказания слов или фраз они предсказывают правильные последовательности генетического кода (нуклеотидных оснований ДНК).
Дополнительный контекст: ДНК состоит из цепочки химических элементов, называемых нуклеотидами, которые упорядочены как буквы алфавита из четырех символов: A, C, G и T. Модели Evo были предварительно обучены на массивной базе данных, включающей миллионы геномов вирусов, бактерий, растений и людей, охватывающей около девяти триллионов нуклеотидов, чтобы изучить эволюционные правила без явных инструкций.
Взяв за основу природный бактериофаг Phi X-174 (геном которого содержит около 5400 букв ДНК и заражает только E. coli), ИИ сгенерировал 700 000 потенциальных версий вирусов. Ученые использовали вычислительную систему оценки, чтобы отобрать около 302 перспективных дизайнов, синтезировали их химическим путем в лаборатории и поместили в чашки Петри с бактериями.
Волшебный момент в лаборатории
Результат был описан командой как захватывающий. В чашках Петри начали появляться прозрачные зоны внутри мутной пленки микробов — верный признак того, что искусственные вирусы размножались и разрушали бактериальные клетки изнутри. В общей сложности 16 из созданных геномов дали жизнеспособные новые вирусы, а некоторые даже размножались быстрее, чем оригинал.
Когда результаты были обнародованы, Сэмюэл Кинг рассказал, что зал спонтанно разразился аплодисментами. Это открытие имеет прямое значение для борьбы с устойчивостью к антибиотикам — одной из самых серьезных угроз для мирового здравоохранения. В испытаниях «коктейль» из 16 созданных ИИ фагов быстро преодолел иммунитет штаммов E. coli, которые уже стали устойчивыми к природным бактериофагам. Это показывает, что ИИ может создавать адаптивные биологические терапии для нейтрализации патогенов по мере их эволюции.
Биобезопасность и будущее геномики
Несмотря на энтузиазм по поводу терапевтических применений — разработки лекарств, ферментов и иммунотерапии — исследование вновь вызвало тревогу по поводу биобезопасности. Специалисты Центра безопасности здравоохранения Университета Джонса Хопкинса Томас Инглсби и Мориц Ханке предупредили в той же публикации Science, что способность создавать полные вирусные геномы требует установления строгих мер контроля. Уже существует возможность создавать вирусные геномы с помощью генеративного ИИ; чего не существует — так это необходимого управления для безопасного использования, отметили они.
Принятые меры безопасности: Авторы из Стэнфорда приняли чрезвычайные меры предосторожности. Они исключили из обучающих данных любые вирусы, способные заражать сложные организмы (людей, животных, растения и грибы), и работали только в условиях биологической изоляции. Кроме того, они решили выпустить инструмент Evo 2 в формате открытого исходного кода (open source), чтобы ускорить оборонительные исследования против будущих пандемий и способствовать открытию новых антибиотиков во всем мире.
28 июля 2026 года правительство США опубликовало политику по ограничению наиболее рискованных биологических исследований, запретив финансирование экспериментов «усиления функции». Однако чисто вычислительные исследования, такие как генерация ДНК с помощью ИИ, не запрещены, если они не связаны с созданием опасного агента. Эксперты, такие как Патрик Цай, синтетический биолог из Манчестерского университета, назвали исследование важной вехой, предполагающей, что модели геномного языка начинают постигать принципы дизайна, закодированные эволюцией, открывая путь к написанию геномов с помощью ИИ на благо человечества.