AI设计70万个病毒基因组，16个通过实验室测试

在一项开创性的实验中，斯坦福大学和Arc研究所的研究人员使用AI模型设计了近70万个病毒基因组。其中，他们合成了285个，16个被证明是完全功能的噬菌体——感染并杀死细菌的病毒。该研究于8月6日发表在《科学》杂志上，标志着从设计单个蛋白质到从头创建完整病毒基因组的重大飞跃。

这个名为Evo的AI模型是一个基因组语言模型，训练于约9万亿个核苷酸。对于这个项目，团队在约15,000个与噬菌体Phi X-174相似的小型病毒基因组上进行了微调，并将其用作模板。Phi X-174是一种研究充分的病毒，只感染细菌，使其成为概念验证的安全便捷选择。

这个过程并不像按按钮那么简单。Evo生成了序列，但它们只是DNA字符串。研究人员随后必须筛选它们，合成最有希望的候选者，并在实验室中进行测试。大多数合成的序列没有产生任何反应——当暴露于大肠杆菌时没有反应。但在一些培养皿上，出现了清晰的斑点，表明细菌已被新病毒裂解或破坏。

更令人印象深刻的是，这16个存活的病毒不仅仅是勉强功能。在竞争实验中，其中一些实际上优于天然的Phi X-174，裂解细菌更快更有效。团队还将AI设计的噬菌体混合通过多代，仅1到5轮后，病毒就突破了E. coli的三重抗性屏障。这可能对噬菌体疗法有影响，这是一种治疗耐药性感染的潜在抗生素替代品。

但能力越大，责任越大。AI设计病毒的想法引发了明显的安全问题。虽然这些特定的病毒对人类无害，但该技术可能被滥用。牛津大学的研究人员指出，这些AI生成的病毒仍然与自然病毒非常相似，依赖于相同的生物机制。6月份的一项独立分析发现，Evo倾向于选择接近自然病毒的序列，基本上在自然变异范围内提高了搜索效率。

研究团队采取了预防措施：他们从训练数据中移除了感染人类及其近亲的病毒，并在实验室中使用了非致病性大肠杆菌。他们声称这个版本的Evo无法生成人类病毒序列。但如果其他人用不同的数据训练类似的模型呢？答案未知。约翰霍普金斯大学的研究人员表示担心未来的基因组模型可能被用来增强流感等病毒的传播性或致死性。

7月底，美国政府宣布了一项关于高风险生命科学研究的政策，禁止联邦资助的实验使生物制剂更加危险。然而，对于审阅者如何评估从未在自然界出现的AI生成基因组的风险，目前还没有共识。从数字序列到危险病原体的路径涉及多个步骤——合成、组装、宿主适应——但这项研究为生物安全治理敲响了主动的警钟。

关键点

• AI模型Evo生成了70万个病毒基因组序列；16个成为功能性噬菌体。
• 该研究展示了从设计蛋白质到整个病毒基因组的飞跃。
• 一些AI设计的病毒在实验室测试中优于天然病毒。
• 安全担忧仍然存在，因为未来的模型可能被滥用来制造危险病原体。
• 美国政府已发布关于高风险生命科学研究的新政策，但监管漏洞仍然存在。