Model języka genomu Evo 2 zaprojektował nowe funkcjonalne genomy bakteriofaga ΦX174. Około 300 projektów wygenerowanych przez sztuczną inteligencję zostało chemicznie zsyntetyzowanych i przetestowanych w laboratorium. Szesnaście zsyntetyzowanych fagów było żywotnych i okazało się skutecznych w zwalczaniu opornych bakterii Escherichia coli C, co sugeruje, że terapia fagowa może być rozwiązaniem problemu oporności bakterii. To przełomowe odkrycie w nauce, po raz pierwszy model języka zaprojektował funkcję biologiczną na poziomie całego genomu.
Ewolucja działa od około 3 miliardów lat, projektując systemy biologiczne w naturze poprzez losowe mutacje i selekcję. Ludzie od dawna wykorzystują sztuczną selekcję do kształtowania cech biologicznych roślin i zwierząt. Inżynieria genetyczna jest obecnie uznanym narzędziem projektowania systemów biologicznych, dzięki postępom w biologii molekularnej w ciągu ostatnich kilku dekad. Wymaga to przewidywania szczegółów strukturalnych funkcjonalnego i wykonalnego projektu, co jest złożonym i trudnym zadaniem. Ogromna moc obliczeniowa współczesnych komputerów LLM, odpowiednio wyszkolonych w oparciu o istotne dane ewolucyjne i genetyczne, okazała się niezwykle przydatna w poszerzaniu poszukiwań funkcjonalnych projektów biologicznych.
Ostatnio generatywna sztuczna inteligencja znalazła zastosowanie w projektowaniu złożonych systemów biologicznych w skali pojedynczych genów i białek. W 2025 roku naukowcy wykazali, że model języka trenowany na dużą skalę na danych ewolucyjnych może generować nowe funkcjonalne białka. Zaprezentowali ESM3, model języka białek, który generuje strukturę białka i sekwencje aminokwasów po otrzymaniu polecenia. Sekwencje białek określają trójwymiarową strukturę i funkcję komórkową białka.
Modele języka genomu są trenowane na dużych korpusach DNA, obejmujących miliony genomów ze wszystkich dziedzin życia. W rezultacie modele te uczą się ograniczeń ewolucyjnych, które kształtują sekwencje DNA w naturze. Czy model języka genomu może generować całe funkcjonalne genomy?
W niedawnym badaniu opublikowanym 6 sierpnia 2026 roku, naukowcy z powodzeniem wykorzystali modele języka genomu, Evo 1 i Evo 2, do wygenerowania kompletnych genomów bakteriofaga ΦX174 o realistycznej architekturze genetycznej i specyficzności dla gospodarza bakteryjnego, Escherichia coli C. Wykorzystali naturalnego faga ΦX174 jako szablon projektowy. Oceniono tysiące wygenerowanych genomów, z czego około 300 zostało chemicznie zsyntetyzowanych i przetestowanych w laboratorium. Szesnaście fagów uznano za żywotne. Żywe fagi były nowatorskie i szybko pokonały szczepy E. coli oporne na ΦX174 , gdy testowano je pod kątem tej zdolności.
Niniejsze badanie przenosi modele językowe genomu na wyższy poziom, ponieważ wykazało, że modele te potrafią uchwycić ograniczenia ewolucyjne w sekwencjach DNA z wystarczającą dokładnością, aby uzyskać kompletne, funkcjonalne genomy. Wytycza to również fundamentalną ścieżkę dla terapii bakteriofagowych przeciwko opornym bakteriom.
***
Referencje:
- Hayes T. il. 2025. Symulacja 500 milionów lat ewolucji za pomocą modelu języka. Science. 16 stycznia 2025. Tom 387, numer 6736, s. 850–858. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ads0018
- Król SH il. 2026. Generatywne projektowanie bakteriofagów z wykorzystaniem modeli języka genomu. Nauka. 6 sierpnia 2026 r. Tom 393, wydanie 6811. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aec2657
- Inglesby TV i Hanke MS, 2026. Genomy wirusowe zaprojektowane przez sztuczną inteligencję. Science. 6 sierpnia 2026 r. Tom 393, wydanie 6811, s. 563–564. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aej8512
- Sztuczna inteligencja projektuje nowego zabójcę bakterii E. coli. Stanford Reports. 6 sierpnia 2026 r. Dostępne na https://news.stanford.edu/stories/2026/08/evo-2-ai-tool-e-coli-killer-bacteriophages
***
Podobne artykuły:
- Interfejsy mózg-komputer (BCI): ku połączeniu ludzi ze sztuczną inteligencją (18 March 2026)
- SARAH: Pierwsze generatywne narzędzie WHO do promocji zdrowia oparte na sztucznej inteligencji (2 kwietnia 2024)
- Generacyjna sztuczna inteligencja (AI): WHO publikuje nowe wytyczne dotyczące zarządzania LMM (19 January 2024)
- Systemy sztucznej inteligencji (AI) autonomicznie prowadzą badania w dziedzinie chemii (26 grudzień 2023)
- Sztuczna inteligencja (AI) dla szybkiej i skutecznej diagnostyki medycznej (15 kwietnia 2018)
***
