nature重磅！全球首個人工智能設(shè)計的病毒公布！邁向AI生成生命第一步

“病毒也能AI設(shè)計？”沒錯，這事兒真的發(fā)生了，而且就在斯坦福大學(xué)的實驗室里。

一批從來沒在自然界出現(xiàn)過、完全由人工智能“敲代碼”寫出來的病毒，正兒八經(jīng)地培養(yǎng)出來了。它們的目標只有一個——消滅耐藥大腸桿菌。9月17日，相關(guān)論文上線bioRxiv，雖然還沒經(jīng)過同行評議，但圈里已經(jīng)炸開了鍋。nature雜志已率先發(fā)表news文章！

“寫”個病毒有多難？

過去，AI頂多幫忙設(shè)計個DNA片段、蛋白質(zhì)小部件。這回，斯坦福團隊直接讓AI“寫出來”——一整條病毒基因組，5 386個堿基、11個基因，還得保證能感染、能復(fù)制、能殺菌。

模板用的是最簡潔的ΦX174噬菌體。團隊先讓模型Evo 1、Evo 2刷完200萬條噬菌體基因組“題庫”，再專門訓(xùn)練怎么生成能收拾大腸桿菌的版本。

它們不是進化產(chǎn)物，而是人工智能一行行代碼“寫”出來的生命藍圖。這批病毒能精準識別并殺死多種耐藥大腸桿菌，為日益嚴重的抗生素耐藥危機提供了全新武器。

“這是AI第一次連貫地寫出基因組級別的序列。”論文通訊作者、斯坦福計算生物學(xué)家Brian Hie說。他的同事Samuel King進一步展望：“下一步，就是AI生成完整生命體——當然，還需要大量實驗突破。”

從代碼到噬菌體

AI一口氣生成了數(shù)萬條候選基因組。經(jīng)過層層過濾，302條被判定“理論上可行”；化學(xué)合成后，它們被送入大腸桿菌體內(nèi)“孵化”。最終，16株全新噬菌體成功復(fù)制、裂解宿主，其中“雞尾酒”組合甚至能殺死野生ΦX174奈何不了的三種耐藥菌株。

“結(jié)果出乎意料，”King回憶，“這意味著AI有望在噬菌體療法中成為加速器。”

安全與倫理：提前系好“安全帶”

AI設(shè)計病毒是否會打開“潘多拉魔盒”？論文共同作者、海德堡大學(xué)生物物理學(xué)家Kerstin G?pfrich指出，“雙重用途”困境并非AI獨有，“任何生物突破都可能被濫用，關(guān)鍵是如何建立治理框架”。

團隊已主動設(shè)置多重防火墻：

• 訓(xùn)練數(shù)據(jù)剔除所有真核病毒，確保模型不會“自學(xué)”出感染人類的病毒；

• 實驗選用的大腸桿菌及ΦX174均為實驗室安全菌株，有數(shù)十年安全使用記錄；

• 全程在美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）生物安全指南下操作。

冷泉港實驗室計算生物學(xué)家Peter Koo認為，這套“AI+實驗過濾”的閉環(huán)流程，為今后更復(fù)雜的基因組設(shè)計提供了可復(fù)制的范式。

未來展望

抗生素耐藥每年造成全球逾百萬死亡。傳統(tǒng)噬菌體療法受限于天然噬菌體譜窄、篩選周期長，而AI可在幾小時內(nèi)“量身定制”新病毒，大幅縮短研發(fā)時間。Hie透露，團隊已著手針對肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌等“超級細菌”展開新一輪設(shè)計。

從AI寫蛋白，到AI寫基因組，再到AI寫生命——合成生物學(xué)正邁入“生成式時代”。正如G?pfrich所言：“這是一個即將爆發(fā)的領(lǐng)域，而我們剛剛看見第一束光。”

https://www.nature.com/articles/d41586-025-03055-y

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