Forskare i Kalifornien har använt artificiell intelligens för att designa virus som kan föröka sig och döda bakterier.

Genombrottet öppnar för nya medicinska behandlingar – men riskerar också att bli ett farligt vapen i fel händer.

Forskare vid Stanford University och Arc Institute har för första gången lyckats skapa kompletta genom med hjälp av artificiell intelligens. Deras AI-designade virus kan faktiskt föröka sig och döda bakterier.

— Det var ganska slående, att faktiskt se denna AI-genererade sfär, säger Brian Hie, som leder laboratoriet vid Arc Institute där arbetet utfördes.

Teamet använde en AI kallad Evo, tränad på genomen från omkring 2 miljoner bakteriofager (virus som attackerar bakterier). De valde att arbeta med phiX174, ett enkelt virus med bara 11 gener och 5 000 DNA-bokstäver.

16 av 302 fungerade

Forskarna lät AI:n designa 302 olika genomvarianter, som sedan tillverkades kemiskt som DNA-strängar. När de blandade dessa med E. coli-bakterier fick de ett genombrott: 16 av designerna fungerade och skapade virus som kunde föröka sig.

— De såg virus med nya gener, med förkortade gener, och till och med olika genordningar och arrangemang, säger Jef Boeke, biolog vid NYU Langone Health som fått förhandstillgång till studien.

Eftersom virus inte räknas som levande organismer är detta ännu inte riktigt AI-designat liv – men det är ett viktigt första steg mot den teknologin.
Stor medicinsk potential

Teknologin har stor potential inom medicin. ”De flesta genterapi använder virus för att transportera gener in i patienters kroppar, och AI kanske kan utveckla mer effektiva sådana,” förklarar Samuel King, studenten som ledde projektet.

Läkare har tidigare prövat så kallad fagterapi för att bekämpa allvarliga bakterieinfektioner, något som AI-designade virus skulle kunna förbättra.

”Allvarliga farhågor”

Men teknologins utveckling väcker också stark oro. Forskarna har medvetet undvikit att träna sin AI på virus som infekterar människor, men andra skulle kunna missbruka metoden.

— Ett område där jag uppmanar till extrem försiktighet är all viral förstärkningsforskning, särskilt när den är slumpmässig så att du inte vet vad du får. Om någon gjorde detta med smittkoppor eller mjältbrand, skulle jag ha allvarliga farhågor, varnar J. Craig Venter, pionjär inom syntetisk biologi.

Venter menar att teknologin i grund och botten bygger på samma princip av att prova sig fram som han själv använde för två decennier sedan, bara mycket snabbare.

Framtida utmaningar

Att skapa större organismer är betydligt svårare. E. coli har tusen gånger mer DNA än phiX174. ”Komplexiteten skulle skjuta i höjden från häpnadsväckande till väldigt mycket mer än antalet subatomära partiklar i universum,” förklarar Boeke.

Jason Kelly, VD för bioteknikföretaget Ginkgo Bioworks, tror att automatiserade laboratorier där AI kontinuerligt förbättrar sina genomdesigner kommer att behövas för framtida genombrott.

— Detta skulle vara en vetenskaplig milstolpe av nationell skala, eftersom celler är byggstenarna för allt liv. USA bör se till att vi komma dit först, säger Kelly.