3
Коктейль из нескольких вирусов, сгенерированных ИИ на основе природного бактериофага, смог поразить вирусоустойчивые штаммы кишечной палочки.
В любом геноме есть сложная система взаимодействий и взаимовлияний, и касается это не только кодирующих последовательностей, которые хранят информацию о белках (и которые мы обычно называемым генами), но и множества регуляторных участков, общий размер которых намного, намного больше, чем размер белковых последовательностей.
Гены могут влиять друг на друга с помощью закодированных в них белков, они могут подчиняться одному регуляторному блоку, разные регуляторные блоки могут влиять на одну и ту же последовательность в геноме и т. д. и т. п. Всё это отражается как в последовательностях генетических букв, так и в расположении больших блоков генетической информации друг относительно друга.
Сотрудники Стэнфордского университета взяли алгоритм, тренированный на геномах вирусов-бактериофагов числом более двух миллионов. Алгоритм должен был сконструировать новый фаг, основанный на вирусе ΦX174, который инфицирует бактерии кишечной палочки.
Геном ΦX174 представляет собой одноцепочечную ДНК длиной 5386 нуклеотидов-букв, которые складываются в одиннадцать генов. На выходе должен был получиться ΦX174-подобный вирус, который поражал бы те штаммы кишечной палочки, в которые обычный ΦX174 проникнуть не может (а среди таких штаммов попадаются, например, устойчивые к антибиотикам). Алгоритм выдал несколько тысяч последовательностей, число которых потом уменьшили до 302.
Большая часть из них была похожа на природный ΦX174 (сходство последовательностей составляло в среднем более 40%), но некоторые из предложенных вирусов оказались совсем другие, то есть хотя основой должен был быть ΦX174, алгоритм, помня о двух миллионах фаговых геномов, от основы отошёл далеко.
Эти 302 последовательности проверили экспериментально на настоящих бактериях. Шестнадцать из них специфично заражали именно кишечные палочки. В итоге исследователи сумели составить комбинации из нескольких ИИ-сгенерированных фагов, которые поражали три разных штамма кишечной палочки, недоступные для обычного ΦX174.
Очевидно, такие вирусы, сделанные под заказ, можно использовать против бактерий, устойчивых ко всем другим антибактериальным средствам. Только ИИ-вирусы нужно делать так, чтобы обычная вирусная пластичность была подавлена – то есть чтобы они не могли спустя сотню-другую поколений измениться настолько, чтобы, к примеру, научиться жить в какой-нибудь другой, полезной бактерии.
Авторы работы утверждают, что это первый шаг в дальнейшем «синтезе жизни» !
Наука с учёными спасут человечество или всё же его угробят?Кирилл Стасевич
Результаты экспериментов опубликованы на сайте bioRxiv.
via
yaplakal.com