斯坦福大学AI模型生成完整噬菌体基因组,16种新噬菌体成功存活
8月6日消息,斯坦福大学研究人员展示了利用AI引导程序生成完整基因组噬菌体的能力。该团队使用Evo1和Evo2程序,基于靶向大肠杆菌的ΦX174噬菌体家族生成新噬菌体。研究发表于Science(DOI: 10.1126/science.aec2657)。
这些模型在大量现有基因组上进行训练,随后通过训练数据中每种ΦX174噬菌体均存在的共有序列进行提示。大量训练数据使模型能够洞察哪些序列在进化过程中被保守,从而引导设计朝着能产生可存活噬菌体的基因组方向进行。
斯坦福大学化学工程助理教授、论文资深作者Brian Hie解释道:'核苷酸有许多可能的组合可以构成基因或基因组,但其中只有一个小得多的子集是生物学上合理的,或适合生物世界的。'当研究人员获得可用序列后,可以订购并将其插入大肠杆菌细菌中。该程序总共产生了16种可存活的新型噬菌体。
Hie实验室的博士后研究员Samuel King表示,这项工作是'AI引导基因组设计可能性的概念验证'。研究团队计划继续开发噬菌体程序。Hie指出,该程序整合进化多样性的能力可以使噬菌体疗法在对抗抗生素耐药细菌感染时更加有效。
噬菌体疗法作为抗生素替代方案,近年来因全球抗生素耐药性危机而重新受到关注。传统噬菌体疗法的局限在于自然界噬菌体的宿主范围有限且难以快速适配新出现的耐药菌株。AI生成噬菌体技术有望实现按需设计针对特定病原体的定制噬菌体,为精准抗感染治疗提供全新范式。
(来源:C&EN)