IA proiectează genomi funcționali completi

Modelul de limbaj genomic Evo 2 a conceput genomuri funcționale noi ale bacteriofagului ΦX174. Aproximativ 300 dintre modelele generate de inteligența artificială au fost sintetizate chimic și testate în laborator. Șaisprezece fagi sintetizați au fost viabili și s-au dovedit a fi eficienți împotriva bacteriei rezistente Escherichia coli C, sugerând că terapia cu fagi ar putea fi o opțiune pentru combaterea rezistenței bacteriene. Fiind o piatră de hotar în știință, aceasta este prima dată când un model de limbaj a conceput o funcție biologică la nivelul întregului genom. 

Evoluția funcționează de aproximativ 3 miliarde de ani, proiectând sisteme biologice în natură prin mutații și selecție aleatorii. Oamenii au folosit selecția artificială de ceva vreme pentru a modela caracteristicile biologice ale plantelor și animalelor. Ingineria genetică este acum un instrument consacrat pentru proiectarea sistemelor biologice, datorită progreselor în biologia moleculară din ultimele decenii. Aceasta necesită prezicerea detaliilor structurale ale unui design funcțional și viabil, ceea ce este o sarcină complexă și dificilă. Vasta putere de calcul a maeștrilor de masterat moderni, antrenați corespunzător cu date evolutive și genetice relevante, a fost utilă în creșterea căutării designurilor biologice funcționale. 

În ultima vreme, inteligența artificială generativă și-a găsit aplicații în proiectarea sistemelor biologice complexe la scara genelor și proteinelor individuale. În 2025, cercetătorii au arătat că un model lingvistic antrenat la scară largă pe baza datelor evolutive poate genera proteine ​​funcționale noi. Aceștia au prezentat ESM3, un model lingvistic proteic care generează structura proteinelor și secvențe de aminoacizi atunci când i se solicită acest lucru. Secvențele proteinelor determină structura tridimensională și funcția celulară a unei proteine. 

Modelele de limbaj genomic sunt antrenate pe corpusuri mari de ADN care cuprind milioane de genomuri din toate domeniile vieții. Drept urmare, aceste modele învață constrângerile evolutive care modelează secvențele de ADN în natură. Poate un model de limbaj genomic genera genomuri funcționale întregi? 

Într-un studiu recent publicat pe 6 august 2026, cercetătorii au utilizat cu succes modelele de limbaj genomic, Evo 1 și Evo 2, pentru a genera genomuri complete ale bacteriofagului ΦX174 cu arhitecturi genetice realiste și specificitate pentru gazda bacteriană, Escherichia coli C. Aceștia au folosit fagul natural ΦX174 ca șablon de design. Mii de genomuri generate au fost evaluate, dintre care aproximativ 300 au fost sintetizate chimic și testate în laborator. Șaisprezece fagi au fost găsiți viabili. Fagii viabili au fost noi și au depășit rapid tulpinile de E. coli rezistente la ΦX174 atunci când au fost testați pentru această capacitate.

Acest studiu ridică modelele de limbaj genomic la un nivel superior, deoarece a demonstrat că aceste modele pot surprinde constrângerile evolutive din secvențele de ADN cu suficientă fidelitate pentru a produce genomuri funcționale complete. De asemenea, aceasta stabilește o cale fundamentală pentru terapiile cu bacteriofagi împotriva bacteriilor rezistente. 

***

Referinte:

1. Hayes T. șil. 2025. Simularea a 500 de milioane de ani de evoluție cu un model lingvistic. Science. 16 ianuarie 2025. Vol. 387, Numărul 6736, pp. 850-858. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ads0018
2. Regele SH șil. 2026. Proiectarea generativă a bacteriofagelor cu modele de limbaj genomic. Ştiinţă6 august 2026. Vol. 393, Numărul 6811. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aec2657
3. Inglesby TV și Hanke MS, 2026. Genomuri virale proiectate cu inteligență artificială. Știință. 6 august 2026. Vol. 393, Numărul 6811, pp. 563-564. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aej8512
4. Inteligența artificială proiectează un nou ucigaș pentru E. coli. Stanford Reports. 6 august 2026. Disponibil la https://news.stanford.edu/stories/2026/08/evo-2-ai-tool-e-coli-killer-bacteriophages

***

Legate de articole: 

1. Interfețe creier-computer (BCI): către fuziunea oamenilor cu inteligența artificială  (18 martie 2026)
2. SARAH: Primul instrument generativ bazat pe IA pentru promovarea sănătății al OMS (2 aprilie 2024)
3. Inteligența artificială generativă (IA): OMS emite un nou Ghid privind guvernarea LMM-urilor (19 ianuarie 2024)
4. Sistemele de inteligență artificială (AI) efectuează cercetări în chimie în mod autonom (26 decembrie 2023) 
5. Inteligența artificială (IA) pentru diagnostic medical rapid și eficient (15 aprilie 2018) 

***