スタンフォード大学とアーク研究所が細菌に感染する能力を持つ初のAI設計ウイルスを作成

概要

スタンフォード大学とアーク研究所の研究者たちは、AIモデルを使用して、細菌に感染する全く新しいウイルスを設計しました。これらのウイルスは数百の新たな変異を持ち、自然の細菌防御を克服します。

スタンフォード大学と非営利団体アルク研究所の研究者たちは、バイオコンピュータ科学において重要なマイルストーンを達成し、細菌を感染させて殺すことができる完全にAI設計のウイルスを初めて作り出しました。

チームは、ChatGPTのような大規模言語モデル(LLMs)と同じ原理で動作する「Evo」と呼ばれる高度なAIモデルを訓練しました。このモデルは、200万のウイルスゲノムのデータセットを用いて訓練され、ウイルスの構造、遺伝子相互作用、機能的制約を理解する能力を備えています。

このモデルを使用して、科学者たちはEvoに新しいウイルスをゼロから設計するように依頼し、その結果、302のユニークなデザインが生まれました。その中で16のデザインが実験室テストで機能することが確認され、AIがかつて存在しなかった実行可能な生物システムを生成する能力を示しました。

これらのAI生成ウイルスは、自然界では観察されたことのない392の突然変異を持っており、研究者たちが従来の工学技術を使って試みたが失敗した遺伝的要素の組み合わせを含んでいます。

興味深いことに、バクテリアが自然ウイルスに対して耐性を進化させたとき、AI設計のウイルスは数日以内にこれらの防御を克服することができましたが、従来のウイルスは無効化されました。

特に注目すべき合成ウイルスは、遠く関係のあるウイルスからの重要なタンパク質成分を成功裏に取り込んだ。この成果は、標準的な遺伝子工学的アプローチを用いた繰り返しの試みにもかかわらず、何年も科学者たちを悩ませてきた。

AI設計のウイルスがゲノム工学の新時代を切り開く

これらのAI設計ウイルスの開発は、計算ツールがゲノムの読み書きを超えて、それを積極的に設計することができる科学研究の新しい時代の到来を示しています。アーク研究所が強調したように、「これは、生物学をその基礎レベルで設計する能力の新しい章を表しています。」

研究者たちは、彼らのAIが人間に感染するウイルスで意図的に訓練されていないことを強調しています。それにもかかわらず、この技術には固有のリスクが伴い、他の人々が好奇心、科学的興味、または悪意のある意図から人間の病原体を探求し、新たな病原性のレベルを創出するために応用される可能性があります。

さらに、AIがより複雑な生物の完全なゲノムを生成する能力は不確かであり、そのような設計をテストするための明確な方法は現在存在しません。一部のウイルスがDNA鎖から直接活性化できるのとは異なり、細菌、哺乳類、人間などの大きな生物は、既存の細胞の漸進的な遺伝子修正を必要とし、このプロセスは依然として遅く、労力を要します。

これらの課題にもかかわらず、科学者たちはこの研究の方向性を追求することが重要であると主張しています。彼らは、AIによって生成されたゲノムが提案され、実験的にテストされ、反復的なフィードバックを通じて洗練される自動化された研究所を想像しており、これにより複雑な生物システムの開発と理解が加速される可能性があります。