AI首次设计完整基因组:302个方案中诞生16种新型噬菌体

发布时间:2026-08-07 10:50

  报道称美国斯坦福大学研究人员使用 AI 技术,在实验室环境下设计出可复现、具备完整功能的全新病毒。

  研究人员表示,这是 AI 首次成功设计完整基因组,此次产出的 16 种新型病毒用于感染细菌,不会对人类构成威胁。

  在接受 BBC 时,斯坦福大学助理教授布莱恩 · 希表示,AI 此前已用于设计新型抗生素,不过从技术上衡量,从零开始设计可存活病毒难度更高。

  科研团队表示工作方式类似于 ChatGPT 等大语言模型,只不过大语言模型预测文本序列,而团队开发使用的 Evo1 和 Evo2 模型用于预测“生命语言”。

  在模型训练方面,科研团队表示相关数据来自病毒、细菌、植物和人类的遗传代码;团队随后通过微调模型,让其设计产出噬菌体

  注:在大语言模型中,是指使用任务特有的数据集,进一步训练经过预训练的大语言模型。预训练模型已经学习了很多一般信息,而微调有助于使它专精于特定领域。

  为验证 AI 设计是否有效,斯坦福研究人员挑选了 302 个最有潜力的 AI 设计,并在实验室合成。结果显示,其中 16 个设计能有效[*][*]大肠杆菌。

  开发新型噬菌体可能为抗生素耐药感染提供新治疗路径。报道指出,噬菌体疗法被视为应对细菌感染上升趋势的潜在方案,尤其适用于无法用抗生素治疗的感染。

  这项突破也显示 AI 已具备设计自然界之外新生物系统的能力,Hie 认为,这项能力可能通过开发新药物和新疗法,大幅改善人类健康。

  此次研究中的噬菌体遗传代码长度约为 5,400 个碱基对。相比之下,最小活细胞基因组约为 500,000 个碱基对,人类基因组为 3,000,000,000 个碱基对。

  Hie 表示,尝试设计一些简单生物“可能需要大量工作,但并非不可能”。他还称,团队“确实有兴趣朝这个方向努力”。

  西班牙庞培法布拉大学合成生物学实验室教授 Marc Güell 表示,这项研究是“非常重要的转折点”,因为“历史上首次,人类开始在计算机上设计生物学”。

  他称,这让人们可以想象更多应对人类重大挑战的可能性,包括开发用于治疗疾病的噬菌体、治疗遗传疾病的酶,以及可用于免疫疗法的抗体。

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