Stanford y el Instituto Arc crean los primeros virus diseñados con IA capaces de infectar bacterias

Investigadores en Universidad de Stanford y la organización sin fines de lucro Instituto Arco Han logrado un hito importante en la biología computacional al crear los primeros virus diseñados íntegramente con IA capaces de infectar y matar bacterias. 

El equipo entrenó un modelo de IA avanzado llamado Evo, que funciona con los mismos principios que los modelos de lenguaje grande (LLM) como ChatGPT, en un conjunto de datos de dos millones de genomas virales, lo que le otorga la capacidad de comprender la estructura viral, las interacciones genéticas y las limitaciones funcionales.

Utilizando este modelo, los científicos encargaron a Evo diseñar virus completamente nuevos desde cero, lo que dio como resultado 302 diseños únicos, de los cuales se confirmó que 16 eran funcionales en pruebas de laboratorio, lo que demuestra la capacidad de la IA para producir sistemas biológicos viables que nunca antes habían existido.

Estos virus generados por IA portaban hasta 392 mutaciones que nunca se habían observado en la naturaleza, incluidas combinaciones de elementos genéticos que los investigadores habían intentado previamente y no habían podido ensamblar utilizando técnicas de ingeniería convencionales.

Curiosamente, cuando las bacterias desarrollaron resistencia a los virus naturales, los virus diseñados con IA pudieron superar esas defensas en cuestión de días, mientras que sus homólogos virales tradicionales resultaron ineficaces. 

Un virus sintético particularmente notable incorporó con éxito un componente proteico clave de un virus distantemente relacionado, un logro que había eludido a los científicos durante años a pesar de los repetidos intentos mediante métodos estándar de ingeniería genética. 

Los virus diseñados con IA marcan una nueva era en la ingeniería genómica

El desarrollo de estos Diseñado por IA Los virus marcan el inicio de una nueva era en la investigación científica, donde las herramientas computacionales pueden ir más allá de la lectura y escritura de genomas y comenzar a diseñarlos activamente. Como destacó el Instituto Arc, «esto representa un nuevo capítulo en nuestra capacidad para diseñar la biología desde su nivel fundamental». 

Los investigadores enfatizan que su IA no fue entrenada intencionalmente con virus que infectan a humanos. Sin embargo, esta tecnología conlleva riesgos inherentes, ya que podría ser utilizada por otros —ya sea por curiosidad, interés científico o con malas intenciones— para explorar patógenos humanos y crear nuevos niveles de virulencia. 

Además, la capacidad de la IA para generar genomas completos para organismos más complejos sigue siendo incierta, y actualmente no existe un método sencillo para probar tales diseños. A diferencia de algunos virus que pueden activarse directamente desde un Cadena de ADN Los organismos más grandes, como las bacterias, los mamíferos o los seres humanos, requieren modificaciones genéticas incrementales de las células existentes, un proceso que sigue siendo lento y laborioso. 

A pesar de estos desafíos, los científicos argumentan que es importante continuar con esta línea de investigación. Imaginan laboratorios automatizados donde se podrían proponer genomas generados por IA, probarlos experimentalmente y refinarlos mediante retroalimentación iterativa, acelerando así el desarrollo y la comprensión de sistemas biológicos complejos.