Искусственный интеллект разрабатывает полные функциональные геномы.

Языковая модель генома Evo 2 разработала новые функциональные геномы бактериофага ΦX174. Около 300 созданных с помощью ИИ вариантов были синтезированы химическим путем и протестированы в лаборатории. Шестнадцать синтезированных фагов оказались жизнеспособными и эффективными против устойчивых бактерий Escherichia coli C, что позволяет предположить, что фаготерапия может стать вариантом борьбы с бактериальной резистентностью. Это важная веха в науке, поскольку впервые языковая модель разработала биологическую функцию на уровне всего генома. 

Эволюция на протяжении примерно 3 миллиардов лет занимается созданием биологических систем в природе посредством случайных мутаций и отбора. Люди уже довольно давно используют искусственный отбор для формирования биологических характеристик растений и животных. Генная инженерия — это устоявшийся инструмент для проектирования биологических систем, благодаря достижениям молекулярной биологии за последние несколько десятилетий. Это требует прогнозирования структурных деталей функциональной и жизнеспособной конструкции, что является сложной и трудной задачей. Огромные вычислительные мощности современных линейных моделей, соответствующим образом обученных на основе эволюционных и генетических данных, оказались очень полезными для расширения поиска функциональных биологических конструкций. 

В последнее время генеративный искусственный интеллект находит применение в проектировании сложных биологических систем на уровне отдельных генов и белков. В 2025 году исследователи показали, что языковая модель, обученная в больших масштабах на эволюционных данных, может генерировать новые функциональные белки. Они представили ESM3, языковую модель белков, которая генерирует структуру белка и последовательности аминокислот по запросу. Последовательности белков определяют трехмерную структуру и клеточную функцию белка. 

Языковые модели генома обучаются на больших корпусах ДНК, включающих миллионы геномов из всех доменов жизни. В результате эти модели изучают эволюционные ограничения, которые формируют последовательности ДНК в природе. Может ли языковая модель генома генерировать целые функциональные геномы? 

В недавнем исследовании, результаты которого были опубликованы 6 августа 2026 года, исследователи успешно использовали модели геномного языка Evo 1 и Evo 2 для генерации полных геномов бактериофага ΦX174 с реалистичной генетической архитектурой и специфичностью к бактериальному хозяину, Escherichia coli C. В качестве шаблона для проектирования они использовали природный фаг ΦX174. Были оценены тысячи сгенерированных геномов, из которых около 300 были синтезированы химическим путем и протестированы в лаборатории. Шестнадцать фагов оказались жизнеспособными. Жизнеспособные фаги оказались новыми и быстро преодолели устойчивость штаммов E. coli к ΦX174 при проверке этой способности.

Это исследование выводит языковые модели генома на новый уровень, поскольку показало, что эти модели способны с достаточной точностью улавливать эволюционные ограничения в последовательностях ДНК для создания полных функциональных геномов. Это также закладывает основу для фаготерапии против устойчивых бактерий. 

Ссылки:

1. Хейс Т. и другиеl. 2025. Моделирование 500 миллионов лет эволюции с помощью языковой модели. Science. 16 января 2025 г. Том 387, выпуск 6736, стр. 850-858. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ads0018
2. Король Ш и другиел. 2026. Генеративный дизайн бактериофагов с использованием языковых моделей генома. Наука6 августа 2026 г. Том 393, выпуск 6811. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aec2657
3. Inglesby TV и Hanke MS, 2026. Вирусные геномы, разработанные с помощью ИИ. Наука. 6 августа 2026 г. Том 393, выпуск 6811, стр. 563-564. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aej8512
4. Искусственный интеллект разработал новый препарат для уничтожения кишечной палочки. Stanford Reports. 6 августа 2026 г. Доступно по адресу: https://news.stanford.edu/stories/2026/08/evo-2-ai-tool-e-coli-killer-bacteriophages

Статьи по теме: 

1. Интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI): на пути к слиянию человека и искусственного интеллекта.  (18 March 2026)
2. SARAH: первый генеративный инструмент ВОЗ для укрепления здоровья на основе искусственного интеллекта (2 Апрель 2024)
3. Генеративный искусственный интеллект (ИИ): ВОЗ выпускает новое руководство по управлению LMM (19, январь 2024)
4. Системы искусственного интеллекта (ИИ) автономно проводят исследования в области химии (26, декабрь 2023) 
5. Искусственный интеллект (ИИ) для быстрой и эффективной медицинской диагностики (15 Апрель 2018)