一組來自史丹佛大學的生物工程師宣稱，他們利用人工智慧設計出合成的細菌噬菌體（phages），這些噬菌體在實驗室中顯示出比自然界中的同類病毒更高的傳染性。這項研究由化學工程教授Brian Hie領導，並於 17 日在預印本服務 bioRxiv 上發表了相關論文。
研究團隊使用了來自Arc 研究所的Evo 1和Evo 2模型，這是首次在現實中生成並測試出功能性AI設計基因組的案例。細菌噬菌體是專門感染細菌的病毒，自20世紀初以來就受到廣泛研究。Hie教授的團隊以ΦX174噬菌體為起點，這種噬菌體專門針對大腸桿菌。
為了開發具有有益突變的ΦX174變體，研究團隊將Evo模型與額外的基因樣本結合，並使用推理時間指導來調整輸出。最終，AI生成了302個候選基因組，其中285個能夠生成完整基因組，並且有16個能有效抑制大腸桿菌的生長。
這些合成的噬菌體不僅能抑制大腸桿菌，還在傳染性上超越了ΦX174。在三次實驗中，ΦX174的效果僅排在第三位，且在一次測試中甚至未能進入前五名。相比之下，表現最佳的Evo-Φ69在六小時的感染期間，其擴增率達到16到65倍，而ΦX174的擴增率僅為1.3到4倍。
Welcome to the age of generative genome design!
In 1977, Sanger et al. sequenced the first genome—of phage ΦX174.
Today, led by @samuelhking, we report the first AI-generated genomes. Using ΦX174 as a template, we made novel, high-fitness phages with genome language models. 🧵 pic.twitter.com/wEMBKX1lIk
— Brian Hie (@BrianHie) September 17, 2025
儘管如此，Hie教授的團隊所創造的噬菌體基因組在未經人類研究人員的進一步操作下，無法完全發揮作用。這些病毒需要注入大腸桿菌細胞中，才能開始繁殖。Hie教授表示，一旦噬菌體生成，就可以在實驗室中進行培養，為噬菌體療法提供支持。
這項研究的潛在應用包括針對多重耐藥細菌感染的療法。Hie教授的團隊在研究中進化了三種對ΦX174耐藥的大腸桿菌，並發現合成噬菌體的突變能夠透過重組多種合成噬菌體克服細菌的耐藥性。這表明，生成式AI可以用來生產基因多樣的噬菌體混合物，進而提高治療效果。
然而，這項技術的發展也引發了生物安全方面的擔憂。生物技術記者尼科·麥卡提（Niko McCarty）指出，這些AI生成的噬菌體可能被不法分子或國家利用來創造致命的人類病毒。Hie教授則表示，儘管這項技術的潛力存在，但實際上設計生物武器的難度仍然很高，因為需要大量的計算和實驗工作來實現。
目前，這篇論文正在進行同行評審，Hie教授的團隊也在尋找針對人類細菌感染及農作物的臨床應用。
- AI can now design functional viruses – not the computer kind, either
- Stanford–Arc Team Reports AI-Made Viruses That Kill Bacteria
- AI-designed viruses are here and already killing bacteria
（首圖來源：Brian Hie）
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
