Штучний інтелект вперше розробив функціональні віруси з нуля

Наталя Зарудня

ВідНаталя ЗарудняГоловний редакторГоловний редактор та фундаторка CyberCalm. Більше 10 років досвіду в сфері кібербезпеки та технологічної журналістики. Спеціалізуюся на темах захисту даних, мобільної безпеки, штучного інтелекту та соціальних мереж.Слідкувати: 07.08.2026Поділитись8 хв. читання

Фахівці зі Стенфордського університету та Arc Institute, використовуючи генні мовні моделі Evo 1 та Evo 2, розробили з нуля цілісні геноми бактеріофагів – вірусів, що вражають бактерії. З близько трьох сотень створених конструкцій 16 виявилися функціональними. Результати дослідження були опубліковані 6 серпня 2026 року у виданні Science. Паралельно з публікацією з’явився коментар експертів з біобезпеки, який наголошує, що здатність створювати вірусні геноми за допомогою генеративного ШІ вже реалізована, тоді як відповідні системи контролю ризиків ще відсутні.

Зміст

Мовні моделі, навчені на ДНК замість текстів
Чому шаблоном обрали саме ΦX174
285 конструкцій, 16 працездатних вірусів
Практична мета — фагова терапія проти стійких бактерій
Які запобіжники застосували автори
Чому фахівці з біобезпеки бʼють на сполох
Контраргумент: загрозу легко переоцінити
Що з цього випливає

Мовні моделі, навчені на ДНК замість текстів

Evo 1 та Evo 2 функціонують за подібним принципом до передових мовних моделей, таких як ChatGPT чи Claude, але з ключовою відмінністю: їх тренували на генетичних послідовностях, а не на текстових даних. Evo 2, представлену в журналі Nature, тренували на геномах усіх царств життя — від мікроорганізмів і фагів до рослин, тварин і людини. Ця модель не тільки прогнозує ефекти мутацій, але й здатна створювати нові генетичні ланцюжки.

Для цього конкретного дослідження команда додатково тренувала моделі, використовуючи 14 466 послідовностей з сімейства Microviridae, до якого належить бактеріофаг ΦX174. Це мікроскопічний вірус, що інфікує виключно кишкову паличку Escherichia coli і не становить небезпеки для людей, тварин, рослин чи грибів.

Чому шаблоном обрали саме ΦX174

Цей вибір не був випадковим. ΦX174 складається всього з 5 386 нуклеотидів та 11 генів, причому деякі гени частково перекриваються. Це означає, що мутація в такій спільній ділянці повинна відповідати вимогам кількох білків одночасно. Для моделі це стало суворим випробуванням її здатності розуміти структуру геному, а не просто механічно складати гени.

Крім того, цей фаг має символічне значення в генетиці: у 1977 році він став першим повністю секвенованим геномом завдяки роботі Фредеріка Сенгера та його колег, а у 2003 році — першим синтезованим хімічно геномом під керівництвом Крейга Вентера. Спочатку ми навчилися читати геноми, потім записувати, а тепер – проєктувати.

285 конструкцій, 16 працездатних вірусів

З численних варіантів, згенерованих моделлю, дослідники відібрали найбільш перспективні, синтезували відповідну ДНК та ввели її в бактеріальні клітини. Завдяки розробленому протоколу вдалося протестувати 285 конструкцій, 16 з яких призвели до появи життєздатних фагів. Деякі з цих нових фагів розмножувалися швидше за природний ΦX174 або перевершували його в змагальному тестуванні.

Кожен із функціональних геномів містив від 67 до 392 нових мутацій порівняно з найближчим природним аналогом. Варіант Evo-Φ2147, що мав 392 мутації та 93,0% схожості з фагом NC51, за деякими таксономічними критеріями міг би вважатися новим видом. Три геноми містили мутації, які не зустрічаються в жодній відомій природній послідовності.

Найбільш значущим результатом є фаг Evo-Φ36, який успішно використовував білок пакування ДНК від віддалено спорідненого фага G4. Цей коротший білок (25 амінокислот проти 38) раніше не вдавалося інтегрувати в ΦX174 за допомогою традиційних інженерних методів. Кріоелектронна мікроскопія показала, що в капсиді він набував іншої конфігурації: модель самостійно підібрала компенсаторні мутації, які забезпечили функціональність такої комбінації.

Практична мета — фагова терапія проти стійких бактерій

Це дослідження має значний прикладний потенціал. Зростаюча стійкість бактерій до антибіотиків є однією з найсерйозніших проблем сучасної медицини. За даними дослідження, опублікованого в The Lancet, у 2019 році інфекції, спричинені антибіотикорезистентними збудниками, призвели до приблизно 1,27 мільйона смертей у світі.

Команда розробила три штами E. coli, стійкі до ΦX174. Природний фаг не зміг подолати цю стійкість, тоді як суміш фагів, синтезованих за допомогою ШІ, впоралася з усіма трьома штамами протягом одного-п’яти циклів інфікування. Успішні варіанти виявилися мозаїчними, поєднуючи генетичні елементи з двох-трьох різних конструкцій, створених моделлю. Саме ця різноманітність, яку забезпечує генеративний підхід, відкриває кілька еволюційних шляхів для подолання захисних механізмів бактерій.

Які запобіжники застосували автори

Автори з самого початку обмежили сферу експериментів. З навчальних даних Evo 2 були навмисно виключені віруси еукаріотів, що унеможливлює генерацію моделлю послідовностей людських вірусів. Специфічність до хазяїна контролювалася шляхом збереження шиповидного білка, який визначає коло господарів ΦX174.

Усі 16 функціональних фагів інфікували лише непатогенні лабораторні штами E. coli C та E. coli W і не розмножувалися на шести інших протестованих штамах. Робота проводилася в умовах суворої біологічної безпеки з дотриманням особливих процедур утилізації, а обладнання не виносилося за межі ізольованої зони.

Чому фахівці з біобезпеки бʼють на сполох

Разом зі статтею в Science було опубліковано коментар Томаса Інглзбі та Моріца Ганке з Центру безпеки охорони здоров’я Університету Джонса Гопкінса. Вони підкреслюють, що результати дослідження викликають нагальні питання щодо біобезпеки та біозахисту: технічна можливість конструювати вірусні геноми вже існує, тоді як механізми управління, що забезпечували б безпечне її використання, відсутні.

Їхня основна вимога стосується ключового вузького місця всього процесу – компаній, що займаються синтезом ДНК на замовлення. Наразі перевірка таких замовлень є переважно добровільною. Інглзбі та Ганке наполягають на необхідності законодавчого закріплення обов’язкового скринінгу, який охоплював би як саму послідовність ДНК, так і особу замовника. Автори дослідження, зі свого боку, пропонують залучати експертів з біобезпеки на всіх етапах — від розробки моделі до лабораторних експериментів — та виключати чутливі вірусні послідовності з навчальних наборів даних.

Те, що така перевірка не є стовідсотковою, було продемонстровано в окремому дослідженні. У жовтні 2025 року команда Microsoft під керівництвом Еріка Горвіца повідомила в Science, що згенеровані ШІ «перефразовані» версії відомих токсинів змогли обійти програмне забезпечення для скринінгу, яке використовують постачальники ДНК. Цей експеримент був суто обчислювальним, реальні білки не створювалися, а розробники програмного забезпечення були попереджені заздалегідь – патчі для систем вже були випущені.

Контраргумент: загрозу легко переоцінити

Не всі експерти вважають, що це свідчить про появу нового класу загроз. Том Елліс, професор інженерії синтетичних геномів Імперського коледжу Лондона, назвав цю роботу вражаючою, але нагадав про масштаби: геном фага є найменшим і найпростішим з усіх можливих для проєктування, до того ж фаги добре переносять мутації. Геном коронавірусу приблизно вшестеро довший, а складність завдання зростає експоненційно – за його оцінками, це приблизно у сто разів складніше.

На думку Елліса, значно актуальнішою та серйознішою загрозою залишається модифікація вже існуючих патогенів, а не створення нових з нуля. Він вважає, що ризик можна зменшити шляхом контролю доступу до генетичних даних та перевірки підозрілих замовлень на синтез ДНК, і уряди вже рухаються в цьому напрямку.

Що з цього випливає

Ця технологія має класичну подвійну спрямованість: та сама модель, яка може допомогти медицині розробити керовану фагову терапію проти супербактерій, теоретично може бути перенавчена на інших даних. Відмінність між безпечним та небезпечним застосуванням визначається не самим алгоритмом, а тим, які дані використовуються для навчання, хто має доступ до моделі, та чи перевіряються замовлення на синтез ДНК.

Наразі всі ці запобіжники переважно базуються на добрій волі дослідників. Автори цієї роботи скористалися цією можливістю. Питання, яке ставлять фахівці з біобезпеки, полягає в іншому: чи встигне регуляторна база сформуватися до того, як технологія вийде за межі самообмежувальних лабораторій.

Будь ласка, залиште це поле порожнім

О, привіт
Приємно познайомитися!

Ми не розсилаємо спам! Ознайомтеся з нашою політикою конфіденційності для отримання додаткової інформації.

Перевірте свою поштову скриньку або папку зі спамом, щоб підтвердити підписку.

ТЕГИ:вірусиВибір редакціїВинаходи та інноваціїмедицинаШтучний ІнтелектПоділитисяFacebookThreadsКопіювати посиланняДрукЩо думаєте?В захваті0Сумно0Смішно0Палає0Овва!0Попередній матеріал