![]()
讲真,AI都开始设计生命了,这波操作比ChatGPT还炸。
2025年生命科学圈出了个大新闻,人类居然第一次用AI搞出了能真干活的基因组。
不是那种摆看的模型,是真能感染细菌、还能对付耐药菌的那种。
搞出这事儿的是斯坦福和Arc研究所的团队,他们以一种感染大肠杆菌的噬菌体ΦX174为模板,借助AI生成了全新的基因组序列,合成出的病毒不仅能够成功感染宿主,甚至可以对抗耐药细菌。
说起来,噬菌体ΦX174在生命科学史上本身就具有里程碑意义。
早在1977年,它成为首个被完整测序的基因组。2003年,克雷格·文特尔团队又首次人工化学合成了ΦX174的全基因组,证明了可以从无到有书写生命密码。
![]()
ΦX174 噬菌体的电子显微照片(左)和单个 ΦX174 噬菌体的 3D 结构(右)
如今到了2025年,科学家更进一步,让AI来设计基因组。
这一跨越生动地展示了现代基因组学的发展脉络:从最初读取DNA序列,到后来编写DNA序列,再到如今由AI来设计全新的DNA序列。
![]()
团队具体咋干的?
他们一共让AI设计了285个噬菌体基因组,最后16个活了过来。
关键是这些AI设计的基因组,跟天然的ΦX174差得还挺多,每个都有67到392个新突变,相当于AI给生命密码改了一大串错别字,但居然没影响干活。
更绝的是有个叫Evo-Φ36的合成噬菌体,AI居然把远亲噬菌体G4的一段基因给嵌进去了,要知道这事儿人类以前自己试了好几次都没成,结果AI一下就搞定了。
AI到底咋读懂又写出生命密码的?
其实核心是迅速发展的生物大模型(FoundationModel)技术。
Arc研究所的Evo系列就是代表,最新的Evo2有70亿参数,经过对超过12.8万种生物(跨越生命三域)的基因组进行训练,掌握了海量的DNA序列语法和模式。
简单来说,Evo模型把DNA视作由A、T、C、G四个字母组成的超长文本,通过深度学习从中总结出哪些序列组合是有意义的、符合生物学规律的。
正如语言模型可以根据前文预测下一个单词,Evo模型可以根据给定的DNA片段预测下一个最可能出现的碱基,从而生成全新的基因序列。
当然也不是让AI瞎编,在此次基因组设计任务中,研究人员对Evo模型进行了有针对性的优化和提示工程。
首先,他们收集了与ΦX174亲缘关系相近的14,466种噬菌体基因组,对Evo模型进行微调,使其学会ΦX174基因组的特定模式。
同时,通过精心设计输入提示词(prompt),引导模型生成既与天然ΦX174相似又有所创新的基因组序列。
![]()
对AI设计噬菌体进行基准测试的实验分析
为了确保AI设计的基因组具备基本的功能,研究团队还开发了一套定制的基因注释流程,用于评估模型输出的序列中是否包含足够的关键基因。
只有那些预测包含至少7个ΦX174关键蛋白编码基因的序列才被选中进入后续实验。
这一系列技术手段结合,大大提高了AI生成序列的质量和可行性。
AI帮生命科学,能做的事实在太多了。
医学上,说不定能定制噬菌体对付耐药菌,或者改造细胞生产药物、疫苗。
农业上,设计高产、抗灾的作物,或者用工程菌改善土壤,少用点化肥。
工业和环境上,搞点能分解污染物的微生物,或者用可再生原料做生物塑料、清洁能源,简直是应对健康、粮食、能源问题的新武器。
但问题也跟着来。
第一是安全和伦理风险。AI降低了设计复杂生物系统的门槛,万一有人用它搞有害病原体、甚至生物武器咋办?所以得有规矩,既不能拦着创新,又得把风险管住,这得科学家和政策制定者一起想办法。
第二是AI的黑箱问题。它给的方案有时候超出人类理解,你不知道它为啥这么设计,也没法预判会不会有生态风险或健康问题,这就需要更完善的评估手段。
第三是伦理争议。合成生命模糊了天然和人工的界限,以后会不会有设计人类之类的问题?这些事儿不能光科学家说了算,得跟公众一起讨论,定好底线。
还有个关键点,不管AI多牛,人类专家都不能少。
这次AI设计基因组能成,全靠科学家训练AI、筛序列、设计实验,AI能给方案,但最后拍板用哪个、怎么评估、怎么应用,还得靠人。
所以最好的模式是人机协作,AI延伸人类的创造力,人类给AI把方向、守底线。
这一步,真的不一样
全球第一个AI设计的基因组诞生,相当于给生物学划了个新起点,就像ChatGPT改变了AI语言领域,这次突破也被叫做生物学的ChatGPT时刻。
我们终于从读生命密码改生命密码,走到了设计生命密码的阶段,对生命的理解和掌控力,一下就不一样了。
当然,前面还有很多未知,安全怎么管?
伦理怎么定?
AI的黑箱怎么破?
这些都得慢慢解决,不能急。但只要把AI用对了、守住伦理和安全底线,说不定真能解锁生命35亿年进化里的秘密,在探索生命和帮人类改善生活的路上,走得更稳、更远。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.