В арсенале современной медицины наметился новый, пугающе эффективный, но в то же время многообещающий инструмент. Группа американских исследователей, объединившая усилия биологов и математиков, представила технологию на базе искусственного интеллекта, способную «проектировать» живые организмы. Речь идет о создании искусственных бактериофагов — вирусов, которые в автономном режиме генерируют ранее не существовавшие в природе, но вполне жизнеспособные формы. Результаты этой работы, опубликованные в престижном журнале Science, уже вызвали бурную дискуссию в научном сообществе: от восторга перед новым методом борьбы с супербактериями до вполне обоснованных опасений перед созданием биологического оружия.
Суть технологии заключается в использовании фагов — природных «киллеров», которые специализируются исключительно на бактериальных клетках. Для человека они абсолютно безопасны, не трогая наши ткани, зато крайне эффективны против патогенов. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою силу из-за растущей резистентности бактерий, фаговая терапия становится единственной надежной альтернативой. В отличие от химических препаратов, бактериофаги работают ювелирно и, что немаловажно, самоликвидируются сразу после того, как уничтожат цель.
Экспериментально доказано: созданные ИИ вирусы успешно справились с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался невосприимчивым к природным аналогам.
Однако не стоит спешить с выводами о наступлении эры «полного контроля над жизнью». Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, эксперт в области эволюционной биологии, призывает к умеренному оптимизму. По его мнению, ученые пока не создали жизнь «с нуля» и не изобрели принципиально новый вид. Современная наука уже умеет анализировать природные системы — например, предсказывать структуру белка — но проектирование целого генома — задача на порядок более сложная.
Белки в клетке не работают в вакууме: они связаны сложнейшей сетью взаимодействий с ДНК и другими компонентами системы. Недостаточно просто собрать правильные гены — нужно, чтобы весь геном работал как единый, слаженный механизм. И вот здесь ИИ становится незаменимым помощником, так как способен просчитать колоссальный объем межмоцилярных связей, которые человек просто не в состоянии охватить вручную.
Для фаговой терапии этот прорыв критически важен. Сегодня биологи вынуждены использовать «природные библиотеки» — искать подходящий фаг в окружающей среде, что долго, трудоемко и не дает гарантий успеха. ИИ же позволяет расширить пространство поиска, предлагая комбинации генетических элементов, которых никогда не существовастоя в природе.
Тем не менее, у медали есть и обратная сторона. Павел Лидский предупреждает о возможных рисках: от нарушения баланса в промышленных микробных структурах до неконтролируемой эволюции созданных фагов или переноса генов между бактериями. Впрочем, он полагает, что эти угрозы носят локальный характер.
Другой взгляд на проблему предлагает Петр Чумаков, член-корреспондент РАН из Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта. Он отмечает, что ИИ фактически находит закономерности в структуре генома и предлагает варианты, которые затем синтезируются и внедряются в бактерии, создавая практически новый штамм. При этом Чумаков подчеркивает, что и без ИИ ученые могут довольно быстро находить активные штаммы методом селекции, так как фаги сами по себе крайне быстро мутируют и приспосабливаются к бактериям.
Говоря о глобальных угрозах, Чумаков считает, что реальная опасность исходит не от фагов, а от создания вирусов, поражающих человека. Он напоминает, что пандемия COVID-19 показала: создание опасных патогенов возможно и без участия высоких технологий. В современных реалиях, когда инструменты синтеза стали доступнее, создание патогенного шлома уже не является неразрешимой задачей.
Свою поддержку новой технологии выразил и Евгений Куликов, старший научный сотрудник ФИЦ «Биотехнологии». Он назвал статью в Science «серьезным прорывом», ведь впервые удалось методами компьютерной инженерии создать минимальный, но жизнеспособный биологический объект. Однако Куликов предостерегает:
Польза и вред в генной инженерии всегда идут рука об руку. Подобные технологии могут быть использованы во вред, в том числе для создания биологического оружия.
Существует и чисто практический барьер. Профессор МГУ Алексей Аграновский указывает на проблему «доставки». Даже если мы создадим идеальный фаг, как доставить его, например, в легкие при бактериальной пневмонии? В отличие от антибиотиков, которые можно выпить или ввести внутривенно, с фагами всё гораздо сложнее. По мнению Агранановского, безопасность технологии зависит не столько от самой науки, сколько от морального выбора людей.
В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но этот метод позволяет создавать новые фаги или вирусы растений и животных гораздо быстрее, чем раньше.
На фоне этих дискуссий мир сталкивается и с вполне реальными биологическими угрозами. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон, передающийся через клещей. У этого вируса нет ни вакцины, ни специфического лечения, а его история уже включает как минимум два смертельных случая. Ученые из медицинского центра Стоуни-Брук предупреждают: если распространение вируса увеличится, он может стать серьезным вызовом для современной диагностики.
