Учени създадоха жизнеспособен бактериофаг в лаборатория с помощта на изкуствен интелект

Учени от САЩ са използвали изкуствен интелект (ИИ), за да създадат жизнеспособен бактериофаг в лаборатория, пише сп. „Сайънс".
Екипът от биолози и математици е разработил система с ИИ, способна в напълно автономен режим да генерира досега несъществуващи, при това жизнеспособни бактериофаги. Създадените от нея вируси са успели да унищожат патогенен щам на E. coli, устойчив на действието на естествени бактериофаги.
Бактериофагите, наричани още фаги, са вируси, които заразяват бактерии, но не и хора, животни или растения. 
„За първи път успяхме да получим напълно синтетичен геном на бактериофаг с помощта на голям езиков модел за геноми. Използвайки резултатите от неговото творение, ние генерирахме няколко варианта на жизнеспособни бактериофаги, като използвахме за шаблон вече познатия естествен бактериофаг phiX174. Създадените от ИИ аналози на този вирус успяха да унищожат резистентна към него бактерия E. coli", пишат авторите на изследването в сп. „Сайънс".
Тази система за изкуствен интелект е разработена под ръководството на научния сътрудник от Института „Арк" и професор в Станфордския университет Брайън Хи с цел решаване на една от основните задачи в медицината - нарастващата резистентност на патогенните микроби към антибиотици и лекарства. 
Много учени предполагат, че този проблем може да бъде решен с помощта на бактериофаги, които атакуват конкретни щамове бактерии.
Преди откриването на антибиотиците учените са разглеждали бактериофагите като едно от средствата за борба с инфекциите. През последните години изследователи от цял свят вече няколко пъти са използвали бактериофаги за лечение на пациенти, при които антибиотиците не са имали ефект. Това породи интерес към разработването на технологии, позволяващи бързото получаване на нови бактериофаги.
За да решат тази задача, Брайън Хи и колегите му са разработили система с изкуствен интелект, изградена на базата на създадената по-рано от тях невронна мрежа Evo, обучена върху база данни, включваща десетки хиляди геноми с обща дължина от трилиони генетични „букви" - нуклеотиди. 
Биолозите допълнително са обучили този алгоритъм, използвайки набор от геноми на 14 200 вируса от семейство Microviridae, които заразяват E. coli и други често срещани микроби. 
За да тестват ефективността на системата с изкуствен интелект, учените са възложили на алгоритъма да генерира няколкостотин варианта на несъществуващи досега бактериофаги, които са подобни на вируса phiX174, но са способни да унищожават резистентна към него бактерия E. coli.
Последващи тестове са показали, че 16 от генерираните вируси активно са се размножавали и унищожавали микробите, което отваря пътя към проектирането чрез изкуствен интелект на бактериофаги, способни да се борят с болестотворни микроби.
Учените отбелязват, че човешка ДНК и вируси, засягащи хората, не са били използвани при обучението на създадената от тях система с изкуствен интелект, което изключва възможността тя да генерира нови вируси, опасни за здравето на човека. Въпреки това самият факт, че невронната мрежа генерира жизнеспособни вируси, насочва към необходимостта от въвеждане на мерки, които да предотвратят случайна или умишлена поява на нови опасни патогени, създадени с помощта на алгоритми за изкуствен интелект, казват още Брайън Хи и неговите колеги.