“病毒也能AI設(shè)計(jì)？”沒錯(cuò)，這事兒真的發(fā)生了，而且就在斯坦福大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里。

一批從來沒在自然界出現(xiàn)過、完全由人工智能“敲代碼”寫出來的病毒，正兒八經(jīng)地培養(yǎng)出來了。它們的目標(biāo)只有一個(gè)——消滅耐藥大腸桿菌。9月17日，相關(guān)論文上線bioRxiv，雖然還沒經(jīng)過同行評(píng)議，但圈里已經(jīng)炸開了鍋。nature雜志已率先發(fā)表news文章！

“寫”個(gè)病毒有多難？

過去，AI頂多幫忙設(shè)計(jì)個(gè)DNA片段、蛋白質(zhì)小部件。這回，斯坦福團(tuán)隊(duì)直接讓AI“寫出來”——一整條病毒基因組，5 386個(gè)堿基、11個(gè)基因，還得保證能感染、能復(fù)制、能殺菌。

模板用的是最簡(jiǎn)潔的ΦX174噬菌體。團(tuán)隊(duì)先讓模型Evo 1、Evo 2刷完200萬條噬菌體基因組“題庫”，再專門訓(xùn)練怎么生成能收拾大腸桿菌的版本。

它們不是進(jìn)化產(chǎn)物，而是人工智能一行行代碼“寫”出來的生命藍(lán)圖。這批病毒能精準(zhǔn)識(shí)別并殺死多種耐藥大腸桿菌，為日益嚴(yán)重的抗生素耐藥危機(jī)提供了全新武器。

“這是AI第一次連貫地寫出基因組級(jí)別的序列。”論文通訊作者、斯坦福計(jì)算生物學(xué)家Brian Hie說。他的同事Samuel King進(jìn)一步展望：“下一步，就是AI生成完整生命體——當(dāng)然，還需要大量實(shí)驗(yàn)突破?！?/p>

從代碼到噬菌體

AI一口氣生成了數(shù)萬條候選基因組。經(jīng)過層層過濾，302條被判定“理論上可行”；化學(xué)合成后，它們被送入大腸桿菌體內(nèi)“孵化”。最終，16株全新噬菌體成功復(fù)制、裂解宿主，其中“雞尾酒”組合甚至能殺死野生ΦX174奈何不了的三種耐藥菌株。

“結(jié)果出乎意料，”King回憶，“這意味著AI有望在噬菌體療法中成為加速器?！?/p>

安全與倫理：提前系好“安全帶”

AI設(shè)計(jì)病毒是否會(huì)打開“潘多拉魔盒”？論文共同作者、海德堡大學(xué)生物物理學(xué)家Kerstin G?pfrich指出，“雙重用途”困境并非AI獨(dú)有，“任何生物突破都可能被濫用，關(guān)鍵是如何建立治理框架”。

團(tuán)隊(duì)已主動(dòng)設(shè)置多重防火墻：

• 訓(xùn)練數(shù)據(jù)剔除所有真核病毒，確保模型不會(huì)“自學(xué)”出感染人類的病毒；

• 實(shí)驗(yàn)選用的大腸桿菌及ΦX174均為實(shí)驗(yàn)室安全菌株，有數(shù)十年安全使用記錄；

• 全程在美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）生物安全指南下操作。

冷泉港實(shí)驗(yàn)室計(jì)算生物學(xué)家Peter Koo認(rèn)為，這套“AI+實(shí)驗(yàn)過濾”的閉環(huán)流程，為今后更復(fù)雜的基因組設(shè)計(jì)提供了可復(fù)制的范式。

未來展望

抗生素耐藥每年造成全球逾百萬死亡。傳統(tǒng)噬菌體療法受限于天然噬菌體譜窄、篩選周期長(zhǎng)，而AI可在幾小時(shí)內(nèi)“量身定制”新病毒，大幅縮短研發(fā)時(shí)間。Hie透露，團(tuán)隊(duì)已著手針對(duì)肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌等“超級(jí)細(xì)菌”展開新一輪設(shè)計(jì)。

從AI寫蛋白，到AI寫基因組，再到AI寫生命——合成生物學(xué)正邁入“生成式時(shí)代”。正如G?pfrich所言：“這是一個(gè)即將爆發(fā)的領(lǐng)域，而我們剛剛看見第一束光?！?/p>

https://www.nature.com/articles/d41586-025-03055-y

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