根据一项近日发表在bioRxiv预印本服务器上的新研究,一个来自斯坦福大学的研究团队利用AI首次设计出能杀死生命的病毒,下面我们就来看看这到底是怎么回事。
据了解,此次由AI设计的是一种被称为噬菌体的病毒,从这个名字就可以看到,这种病毒的攻击目标其实就是地球上那些非常微小的生命体——细菌。
噬菌体的结构很简单,说白了就是一个蛋白质组成的外壳,里面包裹着一段携带着基因信息的遗传物质(DNA或者RNA),基本上,每一种噬菌体都有只会攻击特定类型的细菌。
(↑噬菌体攻击细菌)
它们攻击细菌的过程可以简单地描述为,在遇到目标之后,它们会附着在细菌的表面,然后把自己的遗传物质注入细菌内部,进而控制细菌细胞的生物合成活动,让其大量复制自己。
当细菌内部的噬菌体数量足够多时,它们就会释放一种能溶解细菌细胞壁的酶,细胞壁一旦溶解,细菌就会裂解,其中的噬菌体就会被大量地释放出来,然后它们再去“寻找”下一个目标。
此次研究使用了一种被称为“基因组语言模型”的AI,在开始设计之前,研究人员先让它“阅读”了大量已知噬菌体的基因序列,让其掌握了其基因序列的“语法规则”。
(基因序列由A、T、C、G四个碱基组成,你可以把它们想象成描述基因信息的4个“字母”)
在此之后,研究人员给了AI一个任务:以一种名为“ΦX174”的噬菌体作为模板,设计出功能与之类似的但基因序列全新的噬菌体。
研究人员表示,“ΦX174”是一种专攻大肠杆菌的噬菌体,其基因组只有5386个碱基对,早在1977年的时候,它们的基因序列就被完全测序,被普通认为是一种简单且安全的病毒。
不得不说,AI的效率确实很高,在接到任务后,它一口气给出了数以千计的“设计蓝图”,但研究人员很快发现,这些“设计蓝图”中大多数都是不合格的,其中存在着明显的错误。
不过在经过精心筛选之后,研究人员还是在其中找出了300多种看上去应该可以用的,接下来,他们根据这些“设计蓝图”,通过化学方法合成出相应的遗传物质,并将其注入用于实验的大肠杆菌细胞之内。
结果表明,在这些由AI设计的遗传物质中,有16种真的能控制细菌细胞的生物合成活动,并让其批量“制造”出了能感染并裂解宿主细胞的噬菌体,更引人注目的是,在它们之中,有些噬菌体在某些方面甚至还优于作为模板的“ΦX174”。
看到这里,相信大家都会担心,这算不算是潘多拉的盒子打开了?毕竟在AI首次设计出能杀死生命的病毒之后,它也有可能设计出能威胁到人类的病毒。我们接着看。
根据研究人员的描述,此次研究并不是我们想象中的那种不考虑后果的疯狂实验,而是为了解决一个日益严峻的问题,即:细菌对抗生素越来越强的耐药性。
自从抗生素被发现以来,人类在对抗细菌感染方面取得了巨大的成就,但细菌的演化速度快得惊人,随着时间的推移,细菌对抗生素的耐药性也在不断提升,如果不能对其进行有效的遏制,将有可能出现几乎不怕任何抗生素的“超级细菌”,进而对人类形成巨大的威胁。
所以我们有必要在这种可怕的“超级细菌”出现之前找到应对之策,而噬菌体就是一个可选项,毕竟这种病毒专门攻击特定类型的细菌,在AI的帮助下,我们可以高效地设计出能够对特定细菌进行“精准打击”的噬菌体,如此一来,就算“超级细菌”真的出现了,我们也有杀死它们的武器。
另一方面,此次研究使用了非常严格的预防措施,研究人员声明,他们没有用任何能够对人类形成威胁的基因序列来训练AI,也就是说,这个AI并没有能力设计出能威胁到人类的病毒。
再说了,这项研究的公开发表,也可以视为是一种安全保障,因为它让全世界的人类都能看到这种技术的出现,如此一来,我们就可以在这种技术发展到足以威胁人类之前,就做好相应的防范措施,这样的情况,当然比让这种技术在某个角落里不受监管地秘密发展要安全得多。
所以就目前的情况来看,我们不必为此太过担心。毕竟技术的进步总是伴随着新的挑战,而人类文明也总是在应对不同的挑战中不断进步。
参考资料:Generative design of novel bacteriophages with genome language models,Preprint at bioRxiv,doi.org/10.1101/2025.09.12.675911 (2025)