AI设计病毒杀菌：科学突破与安全争议

一篇由美国斯坦福大学和Arc研究所（当地非营利AI研究机构）共同发布的文章在美国科学界引发了广泛关注。科学家们首次利用人工智能（AI）技术设计出一种能够追踪并杀死大肠杆菌菌株的病毒。这一突破标志着AI在生物技术领域的重大进展。

斯坦福大学的计算生物学家布莱恩在接受权威期刊采访时表示：“这是人工智能系统首次能够编写连贯的基因组序列，下一步是用人工智能创造生命。”然而，他的同事塞缪尔则持谨慎态度：“当然，设计出一个完整的生物体，还需要大量的实验。”

AI设计的噬菌体：商业与医疗前景

作为专门感染细菌的病毒，噬菌体是一种强大的生物技术工具，可用于靶向抗菌治疗和改造细菌以创造新的生物特性。噬菌体疗法一旦成熟，从卷心菜的黑腐病到人类的各种细菌感染导致的严重疾病都有望得到快速治愈，医疗及商业前景难以估量。

据报道，投资者们已经押注了数十亿美元的资金，认为AI在未来能够帮助研发新药物。波士顿地区的Lila公司和Ginkgo Bioworks等初创企业已募资数亿美元，用以打造由AI驱动的自动化药物研发系统。Ginkgo Bioworks公司首席执行官凯莉对斯坦福大学的最新研究给予了高度评价：“这是一个科学里程碑，因为细胞是生命的基石，今后一切科学进展都需要走出这一步。”

AI的设计过程与实验验证

根据布莱恩和塞缪尔提交的论文，他们使用了两个版本的EVO大模型。这种AI模型类似于人们熟悉的ChatGPT，但具备更强大的生物科学领域的基础知识，方便生物科学家们使用。研究人员给EVO大模型输入了一个起始模板，并让大模型学习了200多万种噬菌体病毒的构成。

AI系统随后给研究者输出了几千套设计方案，研究者从中选取了302个方案进行实验。他们从AI设计的基因组中合成DNA，并将其插入宿主细菌中以培养噬菌体。随后，研究人员对这些噬菌体进行了实验测试，以观察它们是否能够感染并杀死大肠杆菌。

在这302个噬菌体中，约有16个表现出对大肠杆菌的宿主特异性，可以感染该细菌。

研究人员发现，AI设计的噬菌体组合可以感染并杀死三种不同的大肠杆菌菌株，而原始的模板则无法做到这一点。布莱恩回忆说，他在一天晚上非常疲惫的时候，猛然发现显微镜下出现了不一样的空白缝隙，这是大肠杆菌正在被噬菌体消灭。后来他检查了培养皿中的死细菌斑块，证实噬菌体确实起到了作用。

安全性与伦理争议

和AI技术在其他领域的应用一样，每一次科技进展的背后，也会引发很多科学家对安全性的担忧。美国生物学家、塞莱拉基因公司创始人文特尔就表示：“我敦促大家要极度谨慎的一个领域是病毒增强研究，尤其是那些随机的、你根本不知道会得到什么结果的研究。”

人工智能能否为更大的生物体（如人类、大象等）生成基因组仍是一个悬而未决的问题。例如，人体内大肠杆菌的DNA代码比phiX174（野生菌株）多出大约一千倍。加州理工大学生物学家玛利亚认为，如果AI要完全理解并掌握影响人体的基因构成，“其复杂性将飙升到极其惊人的程度。”

玛利亚同时表示，AI的随机性和不可预测性让她感到一丝忧虑：“有些AI设计出的基因组甚至跟原始出处不能算一个物种。”不过，斯坦福大学的研究者们在这篇论文中表示，他们已将影响真核生物（包括人类）健康安全的病毒排除在Evo模型的训练数据之外。

研究人员强调，他们研究的噬菌体和大肠杆菌宿主系统是非致病性的，并且“在分子生物学研究中有着悠久的安全使用历史”。

随着AI技术在生物科学领域的不断进步，未来的研究将继续探索其在更大生物体基因组设计中的潜力，同时也会更加注重安全性和伦理问题的解决。