9 月 21 日消息，據(jù)《麻省理工科技評論》報道，美國加州的一支研究團隊運用人工智能技術(shù)，成功設(shè)計出了能夠殺滅細菌的功能性病毒。該團隊稱此成果為“首個完整基因組的生成式設(shè)計”，該項目標志著在人工智能設(shè)計生命形式方面邁出了早期一步。

據(jù)IT之家了解，這項研究由斯坦福大學(xué)與非營利性機構(gòu) Arc 研究所的科學(xué)家共同開展。在一篇預(yù)印本論文中，研究人員詳細闡述了一套人工智能系統(tǒng)如何為病毒設(shè)計全新的遺傳密碼。隨后，團隊通過化學(xué)合成手段，將其中 302 種設(shè)計方案打印成 DNA 鏈，并將其與大腸桿菌接觸。結(jié)果顯示，在這些人工智能生成的病毒中，有 16 種成功實現(xiàn)了自我復(fù)制，并摧毀了作為宿主的細菌。

“親眼看到這種由人工智能生成的病毒球體，確實令人驚嘆。”Arc 研究所相關(guān)實驗室的負責人布萊恩?希（Brian Hie）表示，這些病毒就是在該實驗室被創(chuàng)造出來的。

“埃沃”（Evo）：從數(shù)百萬病毒基因組中學(xué)習(xí)

該項目的核心是一款名為“埃沃”（Evo）的人工智能系統(tǒng)，其運作模式類似于大語言模型，但其訓(xùn)練數(shù)據(jù)并非文本，而是生物學(xué)相關(guān)信息。具體而言，“埃沃”并非從書籍和文章中學(xué)習(xí)，而是以約 200 萬個噬菌體基因組為訓(xùn)練素材。在本次研究中，研究人員給“埃沃”設(shè)定的任務(wù)是設(shè)計 phiX174 噬菌體的變異體。phiX174 是一種結(jié)構(gòu)簡單的噬菌體，僅包含 11 個基因，其 DNA 序列長度約為 5000 個堿基。

紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心的生物學(xué)家杰夫?博伊克（Jef Boeke）認為，盡管從嚴格的科學(xué)定義來看，病毒并不屬于“生命體”，但這項研究仍是人工智能設(shè)計生命領(lǐng)域的“令人印象深刻的第一步”。他指出，該人工智能系統(tǒng)的表現(xiàn)“好得出乎意料”，其設(shè)計方案也具有“創(chuàng)新性”，其對基因順序和排列方式做出了人類科學(xué)家從未設(shè)想過的調(diào)整。

不過，并非所有人都對這項成果持肯定態(tài)度。曾率先開展合成 DNA 研究的科學(xué)家 J?克雷格?文特爾（J. Craig Venter）認為，這種方法“本質(zhì)上只是一種速度更快的試錯實驗”。他所在的實驗室此前也曾通過類似流程合成細胞，但當時需要通過人工檢索科學(xué)文獻來篩選方案，過程耗時且效率低下。

技術(shù)的潛力與風險并存

這項技術(shù)可能具有重要的應(yīng)用前景。長期以來，醫(yī)生們一直在探索將噬菌體療法用于治療多重耐藥菌感染。此外，病毒在基因治療中也扮演著關(guān)鍵角色，可作為載體將新基因輸送到人體細胞內(nèi)。而人工智能設(shè)計的病毒有望讓這兩種治療方式的效果得到顯著提升。

然而，該技術(shù)的風險同樣不容忽視。盡管研究團隊在訓(xùn)練“埃沃”時，特意避開了人類病原體相關(guān)數(shù)據(jù)，但文特爾仍對潛在風險表達了“深切擔憂”。他提出，若將相同技術(shù)用于設(shè)計天花、炭疽等危險病毒，可能會引發(fā)嚴重后果。“我認為在一個領(lǐng)域必須采取極端謹慎的態(tài)度，那就是任何病毒增強研究，尤其是當這種研究具有隨機性、無法預(yù)知最終結(jié)果時。”他強調(diào)道。

此外，將該技術(shù)推廣應(yīng)用于活細胞的難度會大幅增加。以大腸桿菌為例，其 DNA 總量約為 phiX174 噬菌體的 1000 倍。博伊克警告稱：“若要設(shè)計活細胞的基因組，其復(fù)雜程度將從‘驚人’飆升至遠超‘宇宙中亞原子粒子數(shù)量’的水平。”

盡管面臨上述挑戰(zhàn)，銀杏生物工作室（Ginkgo Bioworks）首席執(zhí)行官賈森?凱利（Jason Kelly）仍主張，推動人工智能設(shè)計細胞的研究應(yīng)成為國家重點任務(wù)。他構(gòu)想建立自動化實驗室，持續(xù)測試人工智能生成的基因組設(shè)計方案，并將測試結(jié)果反饋給模型以優(yōu)化性能。“細胞是所有生命的基本構(gòu)成單位，因此實現(xiàn)這一目標將成為一項國家級的科學(xué)里程碑。”他表示，“美國應(yīng)確保在這一領(lǐng)域率先取得突破。”