人工智慧系統首次成功創造出一系列前所未見的病毒，這些病毒能夠感染並消滅特定類型的細菌。這項突破為對抗細菌抗藥性開闢了新的可能性。然而，這也引發了人們對該技術可能被濫用於設計生物武器的擔憂。

多年來，科學家已能從零開始合成病毒；這些病毒通常用於開發和評估抗病毒藥物與疫苗，並增進我們對這些微生物行為的理解。然而，這些病毒基因組的生產主要依賴於複製先前已知的病原體或其變種。

相較之下，史丹佛大學（Stanford University）和 Arc 研究所的科學家進行的一項新研究，成功讓 AI 根據自然界中數百萬種動物、植物、微生物、細菌和病毒的基因序列資訊，設計出簡單、功能性且前所未見的病毒。

研究人員使用的是噬菌體（bacteriophages），這是一種基因組相對較小、在受控條件下相對容易合成和操作的微生物。這些病毒只感染細菌，使其成為具有巨大生物技術潛力的工具，也是對抗抗藥性細菌感染的一種有前景的抗生素替代方案。

這些全新病毒的創造，是基於為計算生物學應用開發的基礎 AI 模型 Evo 1 和 Evo 2。這兩種演算法都經過了來自生命所有領域數百萬個基因組的訓練，目標是識別並學習複雜的演化模式，包括基因通常如何組織、哪些序列是保守的，以及使生物體保持功能的生物學限制。

實驗設計以能夠感染大腸桿菌（Escherichia coli, E. coli）的噬菌體 Phi X-174 作為參考。目標並非複製這種病毒，而是僅將其作為演算法的指南，以生成數千個具有與感染大腸桿菌相容的基因結構的全新基因組。

換句話說，從 AI 創造的基因組中衍生的病毒，保留了識別細菌、插入其 DNA、複製、產生新病毒顆粒並正確組裝所需的關鍵功能組織。然而，其特定的 DNA 序列與自然界中發現的噬菌體有顯著差異。

隨後，科學家評估了 AI 生成的基因組，以選擇最有可能具有功能的基因組，考量了基因組織、調控元件的存在以及其他受 Phi X-174 噬菌體生物學啟發的標準。

這次篩選產生了 300 個基因組樣本，這些樣本在實驗室中逐分子人工合成。隨後，這些基因組被引入大腸桿菌中，以測試它們是否能夠產生功能性病毒。

在 300 個合成基因組中，只有 16 個產生了完全功能的噬菌體，這些噬菌體具有前所未見的序列、不同的基因、新的調控元件，甚至基因組大小也各不相同。這些病毒的行為也各異：有些感染細菌的速度更快，有些則展現出不同的複製能力。

這項研究本週發表於《科學》（Science）期刊，同時也評估了 AI 生成的噬菌體對抗抗藥性細菌的能力。實驗中，將 AI 設計的噬菌體混合物與類似 Phi X-174 的天然噬菌體混合物，暴露於已對該病毒產生抗藥性的大腸桿菌菌株。

結果顯示，AI 生成的病毒能夠迅速克服細菌抗藥性並建立感染。根據作者的說法，這項發現展示了「一條通往人工智慧生成噬菌體療法，以對抗快速演化細菌病原體的道路」。

這項發現為解決日益嚴重的細菌抗藥性問題開闢了新的可能性。研究人員表示，這種方法有助於開發個人化治療方案，使其能夠以與病原體本身幾乎相同的速度演化。

儘管這項里程碑代表了分子生物醫學的重大進展，但也引發了人們對該技術可能被惡意利用的擔憂，例如開發新的疾病、劇毒物質或可能引發新疫情的病原體。