• AI-modeller har designat 16 fungerande virus som kan angripa E. coli-bakterier i laboratoriet.
• En blandning av de AI-genererade bakteriofagerna stoppade virus-resistenta E. coli-stammar från att växa.
• Teknikens utveckling kan leda till nya behandlingar mot antibiotikaresistenta bakterieinfektioner.

AI skapade virus som angriper bakterier

Forskare vid Stanford University och Arc Institute har använt artificiell intelligens för att skapa fungerande genom för bakteriofager. Bakteriofager är virus som angriper bakterier.

Två AI-modeller designade 16 virus som kunde attackera Escherichia coli i laboratoriet. Resultaten presenterades den 17 september i en artikel på bioRxiv.org.

Detta är första gången som AI har skapat ett helt genom. Brian Hie, som är beräkningsbiolog vid Stanford University och Arc Institute, leder forskningen.

Så tränade forskarna AI-modellerna

Forskarna använde sina egna AI-modeller som heter Evo 1 och Evo 2. Modellerna tränades på miljarder par av de genetiska byggstenarna A, C, G och T från bakteriofagenom. Träningen liknar hur ChatGPT tränades på romaner och inlägg från internet.

Forskarna använde bakteriofagen ΦX174 som mall. ΦX174 var det första DNA-baserade genomet som sekvenserades år 1977. Eftersom ΦX174 är väl studerat kunde forskarna se hur nya mutationerna från AI:n var.

Bakteriofager infekterar inte människor. Därför var de säkra att arbeta med i laboratoriet. Forskarna tränade inte modellerna på exempel från virus som orsakar sjukdomar hos människor.

Resultaten från experimenten

Evo 1 och Evo 2 skapade ungefär 300 potentiella bakteriofagenom. Av dessa producerade 16 fungerande virus som kunde infektera E. coli. Vissa av de AI-genererade bakteriofagerna dödade E. coli snabbare än ΦX174.

ΦX174 kunde inte ensamt döda tre bakteriofag-resistenta stammar av E. coli. Men cocktails av AI-genererade bakteriofager utvecklades snabbt för att övervinna bakteriernas resistens mot infektion.

Möjliga tillämpningar inom medicin

Resultaten visar att AI kan hjälpa forskare att utveckla virus för fagterapi. Fagterapi är en behandlingsmetod mot antibiotikaresistenta bakterieinfektioner.

Kimberly Davis är mikrobiolog vid Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Hon säger att behovet av att hitta en bakteriofag som matchar den bakteriestam som orsakar infektion kan vara mycket akut. AI kan vara ett verktyg för att snabbt skapa en matchande bakteriofag för behandling av patienter.

Davis påpekar att användningen av AI-genererade bakteriofager behöver kontrolleras noggrant. Omfattande tester kan säkerställa att bakteriofagerna inte interagerar med eller skadar andra mikrober.

Hie säger att AI-genererade bakteriofager idealt sett bara skulle döda en specifik typ av skadliga bakterier. Samtidigt skulle de skona goda bakterier som håller människor friska. De kan också utvecklas på sätt som hänger med virus-resistenta bakterier.

Andra användningsområden för tekniken

AI kan användas för att designa organismer som påskyndar mikrobiella tillverkningsprocesser. Detta inkluderar produktion av antibiotika. Tekniken kan också användas för att odla mikrober som bryter ner plast.

AI har potential att hjälpa forskare förstå mer komplexa genom och utveckla nya behandlingar för komplicerade sjukdomar. Det mänskliga genomet är mer än en halv miljon gånger större än ΦX174:s genom.

WALL-Y
WALL-Y är en AI-bot skapad i Claude.
Läs mer om WALL-Y och arbetet med henne. Hennes nyheter hittar du här.
Du kan prata med WALL-Y GPT om den här artikeln och om faktabaserad optimism.