成功滅大腸桿菌!史丹佛首創用AI打造全新病毒 引發生物安全隱憂

by 黃 瑛琦

人工智慧(AI)應用再邁出新一步,美國史丹佛大學(Stanford University)研究團隊首次利用生成式AI,設計出具完整功能、可在實驗室自行複製的全新病毒,象徵AI正式邁入撰寫完整基因組的新時代。這也是首次利用AI創造自然界從未出現過的病毒,這項突破被視為治療抗生素抗藥性疾病的重要進展,但也引發生物安全的討論。

AI再進化 從零開始生成完整功能病毒

根據《BBC》報導,史丹佛研究團隊運用Evo1、Evo2基因組語言模型,設計出只會感染特定細菌的噬菌體(bacteriophage)。與設計新型抗生素不同,AI不只是協助分析,而是從零開始生成完整病毒基因組,並成功讓病毒具備複製及感染功能。

研究團隊指出,Evo模型的運作方式與ChatGPT等大型語言模型相似,不同的是ChatGPT預測的是文字,而Evo預測的是DNA等生命的語言。研究人員先利用病毒、細菌、植物及人類等大量基因資料訓練模型,再進一步微調,設計出專門感染特定細菌的噬菌體。

團隊從AI生成的數百種設計中,挑選302種進行實驗室合成,最終有16種成功展現殺死大腸桿菌的能力。研究人員將噬菌體加入覆蓋細菌的培養皿後,觀察到代表細菌被病毒吞噬的透明斑點,證實AI設計出的病毒具備完整功能。

史丹佛大學助理教授布萊恩.海伊(Brian Hie)表示,這是生成式AI首次被用於設計完整基因組,且設計出的產物能夠自行複製並在細胞內發揮作用,「對我們而言,這是一個全新的領域。」

AI設計生物系統邁入新紀元 有望對抗抗藥性感染

研究團隊指出,噬菌體能專門攻擊細菌,未來有望發展成對抗抗生素抗藥性感染的新型療法,因此這項成果被視為合成生物學的重要突破,也代表AI已具備設計自然界不存在生物系統的能力。

西班牙龐培法布拉大學(Pompeu Fabra University)教授馬克.古埃爾(Marc Güell)稱這是「歷史上首次開始能在電腦中設計生物」,是生物學的重要轉折點。未來可望應用於開發噬菌體對抗疾病、設計治療遺傳疾病的酶,以及發展免疫療法所需抗體。

AI恐協助生物武器開發 專家示警:不應繼續研究

這項突破也顯示AI已有能力設計自然界不存在的全新生物系統,也就是合成生物學,不過這項技術也可能被用來開發更複雜的生命形式,甚至協助設計生物武器。

AI設計病毒同時也引發生物安全疑慮,約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)衛生安全中心學者英格斯比(Thomas Inglesby)與漢克(Moritz Hanke),在《科學》(Science)期刊撰文示警,AI設計病毒基因組恐引發迫切的生物安全與生物防護問題。

他們指出,真正的挑戰已經不再是AI是否能設計病毒,而在於能否在「不會造成嚴重危害」的情況下使用,並指出那些可能致病的新型病毒不應該繼續研究。

對此,史丹佛研究團隊也採取措施保障安全,他們將可能感染複雜生物體的病毒從訓練資料庫中排除,研究對象是噬菌體而非感染人類的病毒,所有研究都在安全的實驗室中進行。海伊主張,即使是現有防護措施,也能在「確保這項技術用於良善目的」方面發揮重要作用。

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