Штучний інтелект вперше розробив функціональні віруси самостійно

Наталя Зарудня

Від Наталі ЗарудніЗасновниця та головний редакторЗасновниця та головний редактор CyberCalm. Має понад 10-річний досвід роботи у сфері кібербезпеки та технологічної журналістики. Спеціалізується на питаннях захисту даних, мобільної безпеки, штучного інтелекту та соціальних мереж.Слідкуйте: 07.08.2026Поділитись8 хвилин на читання

Фахівці зі Стенфордського університету та Arc Institute, використовуючи генно-мовні моделі Evo 1 і Evo 2, розробили з нуля цілісні геноми бактеріофагів – вірусів, що інфікують бактерії. З приблизно трьох сотень створених конструкцій 16 виявилися функціональними. Результати дослідження оприлюднено 6 серпня 2026 року в журналі Science. Разом із публікацією вийшов коментар експертів з біобезпеки, які зазначають, що технологія конструювання вірусних геномів за допомогою генеративного ШІ вже існує, тоді як системи контролю пов’язаних ризиків ще не розроблені.

Зміст

Мовні моделі, що навчаються на ДНК замість текстів
Причини вибору ΦX174 як зразка
285 конструкцій, 16 працездатних вірусів
Практична спрямованість — фагова терапія проти стійких бактерій
Запобіжні заходи, вжиті авторами
Причини занепокоєння фахівців з біобезпеки
Контраргумент: загрозу легко переоцінити
Висновок

Мовні моделі, що навчаються на ДНК замість текстів

Evo 1 та Evo 2 функціонують аналогічно до великих мовних моделей, таких як ChatGPT або Claude, проте з ключовою відмінністю: замість літературних творів та веб-контенту, їх навчали на генетичних послідовностях. Evo 2, представлений у журналі Nature, охоплює геноми всіх форм життя — від бактерій та фагів до рослин, тварин та людей. Ця модель не лише прогнозує наслідки мутацій, але й здатна генерувати нові послідовності.

Для цього дослідження команда додатково тренувала моделі на 14 466 послідовностях родини Microviridae, до якої належить бактеріофаг ΦX174. Це мініатюрний вірус, що атакує виключно бактерію Escherichia coli і не представляє небезпеки для людей, тварин, рослин чи грибів.

Причини вибору ΦX174 як зразка

Вибір був не випадковим. ΦX174 складається лише з 5 386 нуклеотидів та 11 генів, при цьому деякі гени частково перекриваються, що означає, що мутація у спільній ділянці повинна одночасно відповідати вимогам кількох білків. Для моделі це складний тест на розуміння структури геному, а не просто випадкове складання генів.

Більше того, цей фаг має символічне значення для генетики: у 1977 році він став першим повністю секвенованим геномом у роботі Фредеріка Сенгера та його колег, а у 2003 році – першим геномом, синтезованим хімічно командою Крейга Вентера. Спочатку ми навчилися читати геноми, потім записувати їх, а тепер — проєктувати.

285 конструкцій, 16 працездатних вірусів

З варіантів, згенерованих моделлю, дослідники вибрали найбільш перспективні, синтезували відповідну ДНК і ввели її в бактерії. Розроблений протокол дозволив протестувати 285 конструкцій; 16 з них призвели до утворення життєздатних фагів. Деякі з них розмножувалися швидше за природний ΦX174 або перевершували його у конкурентних випробуваннях.

Кожен функціональний геном містив від 67 до 392 нових мутацій порівняно з найближчим природним аналогом. Варіант Evo-Φ2147 з 392 мутаціями та 93,0% ідентичності до фага NC51 за певними таксономічними критеріями міг би вважатися новим видом. Тринадцять геномів містили мутації, які відсутні в будь-якій відомій природній послідовності.

Найбільш значущим результатом є фаг Evo-Φ36, який використовував білок пакування ДНК від віддалено спорідненого фага G4. Цей коротший білок (25 амінокислот замість 38) раніше не вдавалося інтегрувати в ΦX174 за допомогою класичної інженерії. Кріоелектронна мікроскопія показала, що в капсиді він набуває іншої конфігурації: модель самостійно підібрала компенсаторні мутації, що зробили таку комбінацію функціональною.

Практична спрямованість — фагова терапія проти стійких бактерій

Робота має цілком прикладне значення. Зростаюча стійкість бактерій до антибіотиків є однією з найсерйозніших проблем сучасної медицини. За оцінками дослідження, опублікованого в The Lancet, у 2019 році стійкі до антибіотиків інфекції стали прямою причиною приблизно 1,27 мільйона смертей у світі.

Команда експериментально вивела три штами E. coli, стійкі до ΦX174. Природний фаг не зміг подолати цю стійкість, проте суміш фагів, синтезованих ШІ, успішно впоралася з усіма трьома штамами за один-п’ять циклів пасажу. Успішні варіанти виявилися мозаїчними: вони поєднували генетичні елементи з двох-трьох різних конструкцій, створених моделлю. Саме різноманіття, забезпечене генеративним підходом, надає кілька еволюційних шляхів для обходу захисних механізмів бактерій.

Запобіжні заходи, вжиті авторами

Автори з самого початку обмежили сферу дослідження. З навчальних даних Evo 2 були навмисно виключені віруси еукаріотів, що унеможливлює генерацію моделлю послідовностей вірусів людини. Специфічність до господаря контролювалася шляхом збереження спайкового білка, який визначає коло хазяїв ΦX174.

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

Причини занепокоєння фахівців з біобезпеки

Разом зі статтею у Science було опубліковано коментар Томаса Інглзбі та Моріца Ганке з Центру безпеки охорони здоров’я Університету Джонса Гопкінса. Вони наголошують, що отримані результати викликають нагальні питання щодо біобезпеки та біозахисту: технічна здатність конструювати вірусні геноми вже існує, тоді як механізми безпечного управління цими процесами ще не розроблені.

Їхня головна практична вимога стосується критичної ланки всього процесу — компаній, що займаються синтезом ДНК на замовлення. Наразі перевірка замовлень є переважно добровільною. Інглзбі та Ганке наполягають на законодавчому закріпленні обов’язкового скринінгу, який би охоплював як саму послідовність, так і особу замовника. Автори дослідження, зі свого боку, пропонують залучати експертів з біобезпеки на всіх етапах — від розробки моделі до лабораторних тестів — та виключати конфіденційні вірусні послідовності з навчальних наборів даних.

Ефективність такого скринінгу була поставлена під сумнів у 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 постачальників ДНК. Цей експеримент був суто обчислювальним, реальні білки не вироблялися, а розробників програмного забезпечення було попереджено заздалегідь — патчі вже випущені.

Контраргумент: загрозу легко переоцінити

Не всі експерти вважають, що це новий вид загроз. Том Елліс, професор кафедри інженерії синтетичних геномів Імперського коледжу Лондона, назвав роботу вражаючою, але звернув увагу на масштаб: геном фага є найменшим і найпростішим з тих, що взагалі можна сконструювати, до того ж фаги добре переносять мутації. Геном коронавірусу приблизно вшестеро більший, а складність завдання експоненційно зростає — за його оцінкою, це приблизно на порядок складніше.

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

Висновок

Технологія має класичну подвійну спрямованість: та сама модель, що здатна забезпечити медицині керовану фагову терапію проти супербактерій, теоретично може бути перенавчена на інших даних. Різниця між корисним і небезпечним застосуванням визначається не самим алгоритмом, а тим, які дані були використані для навчання, хто має доступ до моделі та чи здійснюється перевірка замовлень на синтез ДНК.

Наразі всі три запобіжники значною мірою залежать від доброї волі дослідників. Автори цієї роботи скористалися нею. Питання, яке ставлять фахівці з біобезпеки, полягає в іншому: чи встигне регуляторна база сформуватися до того, як можливості вийдуть за межі самообмежених лабораторій.

Будь ласка, залиште це поле порожнім

Привіт!
Раді знайомству!

Ми не надсилаємо спам! Детальніше дивіться в нашій політиці конфіденційності.

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

Теги:вірусиВибір редакціїВинаходи та інноваціїмедицинаШтучний ІнтелектПоділитисьFacebookThreadsКопіювати посиланняДрукВаша думка?В захваті0Сумно0Смішно0Палає0Овва!0Попередня стаття