Уиии, первый синтетический вирус вышел в прод
Пока вы тут сидите, там уже выпустили первые вирусы, сконструированные нейросетями.
Это самые пугающие хорошие новости, которые мы слышали за год.
Вот научная работа про то, как учёные первый раз смогли собрать жизнеспособные вирусы с заданной архитектурой.
302 собранных вируса дали 16 жизнеспособных (насколько это вообще это слово уместно для вируса) вариантов, из них 2 вируса — эффективнее природных аналогов в решении поставленной задачи.
Решение поставленной задачи — это оставить человека без микрофлоры желудка (на самом деле убивать E. Coli, резистентные к бактериофагам). За основу взяли архитектуру бактериофага ФХ174.
Один из его научных детей, Evo-Φ2147, настолько далёк от исходника, что это теперь новый биологический вид на нашей планете.
Пока это организмы объёмом 1,22 килобайта (5 килобаз), но всё равно очень круто. Если что, в геноме важно не только как записан код, но и взаимное геометрическое расположение участков, регуляторные блоки между ними и т.п.
Использовали не ChatGPT, конечно, а две специализированные модели, но напоминаем, что генетика, музыка и изображения — это тоже языки, и там прорывы пошли вместе с развитием языковых моделей, по сути, адаптацией LLM.
До этого глубины проектирования хватало на маленькие системы вроде белка, но не на целый рабочий вирус.
Никто не мог спроектировать целый работающий геном.
То есть тут взяли святой Грааль синтетической биологии.
Что сделали:
— Взяли модель, наученную на геномах. Это тоже язык, поэтому архитектуры LLM отлично подошли.
— Зафайнтюнили 15 тысячами геновом вирусов Microviridae, но исключили из обучающих данных все вирусы, которые заражают эукариот (животных, растения, людей).
— Дали промпт в виде первых букв генома родительского ΦX174
— В ответ модель генерировала тысячи полных геномов длиной около 5400 токенов, которые были похожи на ΦX174.
— Отсеивали геномы неправильной длины, с аномальным составом ДНК и т.д.
— Пропускали только те геномы, у которых целевой белок заражения E. Coli был похож на оригинал минимум на 60%.
— Отбирали геномы, которые были достаточно далеки от уже известных природных вирусов, чтобы это было действительно что-то новое.
302 самых удачных дизайна ушли в синтез. В смысле, их прям собрали в пробирке. Ввели эту синтетическую ДНК в живые бактерии E. coli. Если геном был рабочим, он захватывал клетку, заставлял её производить новые вирусные частицы, после чего клетка погибала. Ученые могли это увидеть по тому, как культура бактерий переставала расти.
2 оказались лучше оригинала. 1 оказался принципиально новым дизайном. Например, в одном из участков модель заменила ключевой белок "J" (отвечает за упаковку ДНК в капсид) на белок от очень далекого вируса-родственника (G4). Раньше считалось, что такая замена невозможна и делает вирус нежизнеспособным. Но тут код вкрячили, и получилось.
Затем учёные вывели три штамма E. coli, устойчивых к природному фагу ΦX174. А новые синтетические вирусы пришли и поубивали и этих.
Так что добро пожаловать в начало новой эпохи. Теперь можно учиться вайб-кодить организмы. И у нас наконец-то появляется замена антибиотикам в войне против супербактерий. Возможно, ещё и ядерному оружию в деле уничтожения цивилизации, но это как пойдёт.
Оригинал разбора научной работе в нашем канале с разборами научных работ. Вступайте в ряды Фурье!