Genoomi keelemudel Evo 2 on disaininud bakteriofaagi ΦX174 uudsed funktsionaalsed genoomid. Umbes 300 tehisintellekti loodud disaini sünteesiti keemiliselt ja testiti laboris. Kuusteist sünteesitud faagi osutusid elujõulisteks ja tõhusateks resistentsete Escherichia coli C bakterite vastu, mis viitab sellele, et faagiteraapia võiks olla üks võimalus bakterite resistentsusega võitlemiseks. Teaduse verstapostina on see esimene kord, kui keelemudel on disaininud bioloogilise funktsiooni kogu genoomi tasandil.
Evolutsioon on umbes 3 miljardit aastat toiminud, kujundades looduses bioloogilisi süsteeme juhuslike mutatsioonide ja valiku kaudu. Inimesed on juba pikka aega kasutanud kunstlikku valikut taimede ja loomade bioloogiliste tunnuste kujundamiseks. Tänu molekulaarbioloogia edusammudele viimastel aastakümnetel on geenitehnoloogia nüüdseks väljakujunenud tööriist bioloogiliste süsteemide kujundamiseks. See nõuab funktsionaalse ja elujõulise disaini struktuuriliste detailide ennustamist, mis on keeruline ja väljakutseid pakkuv ülesanne. Kaasaegsete õigusteaduse kraadiõppurite tohutu arvutusvõimsus, kes on sobivalt koolitatud asjakohaste evolutsiooniliste ja geneetiliste andmetega, on osutunud kasulikuks funktsionaalsete bioloogiliste disainide otsingu täiustamisel.
Hiljuti on generatiivne tehisintellekt leidnud rakendust keerukate bioloogiliste süsteemide kujundamisel üksikute geenide ja valkude skaalal. 2025. aastal näitasid teadlased, et evolutsiooniandmete põhjal mastaapselt treenitud keelemudel suudab genereerida uusi funktsionaalseid valke. Nad esitlesid ESM3, valgu keelemudelit, mis genereerib valgu struktuuri ja aminohappejärjestusi vastavalt päringule. Valgujärjestused määravad valgu kolmemõõtmelise struktuuri ja rakulise funktsiooni.
Genoomi keelemudeleid treenitakse suurtel DNA korpustel, mis hõlmavad miljoneid genoome kõigist eluvaldkondadest. Selle tulemusena õpivad need mudelid evolutsioonilisi piiranguid, mis kujundavad DNA järjestusi looduses. Kas genoomi keelemudel suudab genereerida terveid funktsionaalseid genoome?
Hiljutises, 6. augustil 2026 avaldatud uuringus kasutasid teadlased edukalt genoomi keelemudeleid Evo 1 ja Evo 2, et genereerida bakteriofaagi ΦX174 täielikke genoome, millel on realistlik geneetiline arhitektuur ja spetsiifilisus bakteriaalse peremeesorganismi Escherichia coli C suhtes. Nad kasutasid disainimallina looduslikku faagi ΦX174. Hinnati tuhandeid genereeritud genoome, millest umbes 300 sünteesiti keemiliselt ja testiti laboris. Elujõuliseks leiti kuusteist faagi. Elujõulised faagid olid uudsed ja ületasid selle võime testimisel kiiresti ΦX174-resistentsed E. coli tüved.
See uuring viib genoomi keelemudelid järgmisele tasemele, kuna on näidanud, et need mudelid suudavad DNA järjestustes evolutsioonilisi piiranguid piisavalt täpselt tabada, et toota täielikke funktsionaalseid genoome. See loob ka aluse bakteriofaagraviks resistentsete bakterite vastu.
***
viited:
- Hayes T. jal. 2025. 500 miljoni aasta pikkuse evolutsiooni simuleerimine keelemudeli abil. Science. 16. jaanuar 2025. 387. köide, väljaanne 6736, lk 850–858. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ads0018
- Kuningas SH jal. 2026. Bakteriofaagide generatiivne disain genoomi keelemudelite abil. teadus6. august 2026. 393. köide, 6811. väljaanne. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aec2657
- Inglesby TV ja Hanke MS, 2026. Tehisintellekti abil loodud viirusgenoomid. Teadus. 6. august 2026. 393. köide, väljaanne 6811, lk 563–564. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aej8512
- Tehisintellekt kavandab uudse E. coli tapja. Stanfordi aruanded. 6. august 2026. Saadaval aadressil https://news.stanford.edu/stories/2026/08/evo-2-ai-tool-e-coli-killer-bacteriophages
***
Teemaga seotud artiklid:
- Aju-arvuti liidesed (ACI): inimeste ja tehisintellekti ühinemise suunas (18 märts 2026)
- SARAH: WHO esimene generatiivne AI-põhine tervise edendamise tööriist (2. aprill 2024)
- Generatiivne tehisintellekt (AI): WHO annab välja uued juhised LMMide juhtimise kohta (19 jaanuar 2024)
- Tehisintellekti (AI) süsteemid viivad keemiaalast uurimistööd läbi iseseisvalt (26 detsember 2023)
- Tehisintellekt (AI) kiireks ja tõhusaks meditsiiniliseks diagnoosimiseks (15. aprill 2018)
***
