美国科学家首次利用人工智能技术设计并创造出一种自然界不存在的病毒,这一突破被视为合成生物学领域的重要进展。该技术有望推动新型医疗技术的发展,但同时也引发了围绕生物安全和技术监管的广泛关注。
据报道,斯坦福大学研究团队开发了一款名为 Evo 2 的生成式人工智能系统,该系统能够编写新的基因组序列,即储存在DNA中的生命活动指令。研究人员利用这一技术设计并制造出了16种人工合成噬菌体。
AI设计新型噬菌体,展现基因创造能力
此次研究的对象是噬菌体,这是一类能够专门感染细菌的微小病毒。由于噬菌体可以攻击特定细菌,因此长期以来被研究作为抗生素之外的一种治疗选择。
研究团队利用人工智能生成的基因设计方案,创造出了人工噬菌体 Evo-Φ36。实验结果显示,这些新设计的噬菌体在实验室环境中杀灭大肠杆菌的能力,比作为设计参考模板的天然噬菌体 ΦX174 更强。
相关研究发表在《科学》杂志上。
项目负责人布莱恩·谢表示:“这是首次证明生成式设计能够创造出完整且具有功能的基因组。我们的研究主要是一项概念验证。”
他解释称,研究团队选择噬菌体作为研究对象,是因为其基因组规模较小,已有大量研究基础,并且在分子生物学和医疗领域具有广泛应用价值。
噬菌体疗法或迎来新的发展机遇
研究人员认为,这种人工智能驱动的基因设计方式未来可能扩展到更复杂的生物系统,包括细菌以及更高级的生命形式。
基因组领域专家、DNA合成企业负责人阿德里安·沃尔夫森表示,这项研究具有重要意义。他认为,人工智能正在推动生物学进入新的阶段,人类未来可能不再只是研究自然进化产生的生命,而是探索更广泛的生物设计可能性。
人工噬菌体 Evo-Φ36 的应用方向之一,是帮助开发新的细菌治疗方式。
噬菌体疗法已经在部分地区应用多年。医生通常会根据患者感染的具体细菌类型,选择对应噬菌体,通过局部给药、注射或口服等方式进行治疗。
不过,由于治疗过程较为复杂,同时细菌可能产生耐药性,这一疗法在一些国家并未得到大规模推广。
斯坦福研究团队成员塞缪尔·金表示,人工智能可能帮助噬菌体疗法重新受到关注。
他说:“越来越多证据显示,耐药性病原体正在成为严重问题,我们需要新的治疗方案,而噬菌体疗法无疑是其中的重要方向之一。”
AI基因设计技术带来生物安全挑战
为确保研究安全,团队在初步实验中使用的是非致病性大肠杆菌菌株。同时,用于训练基因语言模型的数据中,并未包含能够感染动物或植物等复杂细胞的病毒信息。
研究人员指出,未来这项技术可能被应用于更广泛的病毒研究,甚至可能用于设计完全依靠人工创造的新生命形式。
目前,Evo 2 系统采用开放源代码形式,公众可以免费下载并用于基因设计研究。
谢表示,团队目前没有商业化该技术的计划。他指出,作为由公益机构和政府科研资金支持的学术实验室,研究团队希望让这一基础技术被更多研究人员使用。
他认为,人工智能基因设计技术可能带来的医疗和社会价值,超过了其被恶意利用的风险。
然而,生物安全专家对此仍保持谨慎态度。约翰斯·霍普金斯健康安全中心的托马斯·英格尔斯比和莫里茨·汉克在同期发表的评论文章中指出,这项研究提出了必须解决的生物安全和监管问题。
两位专家认可斯坦福团队采取的安全措施,但认为目前针对生成式基因组技术的监管体系仍然不足。
他们表示,未来的关键问题已经不再是人工智能设计病毒是否会出现,而是社会能否建立有效的监管机制,在释放这一技术巨大潜力的同时,避免其被用于造成严重危害。
随着人工智能与生命科学不断融合,如何平衡技术创新与生物安全,将成为全球科研界和监管机构面临的重要课题。

Wei Zhang 是 Eddiba.com 的撰稿人,主要关注新闻、政治、商业、科技、体育、娱乐及生活方式等领域。她致力于以清晰、准确且易于理解的方式报道时事动态,为读者提供有价值的信息与背景解读。她关注与公众生活密切相关的话题,注重事实呈现和内容可读性,帮助读者及时了解当前热点事件及其影响。

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