В арсенале человечества появился новый, пугающе эффективный инструмент. Группа американских исследователей — математиков и биологов — представила миру систему искусственного интеллекта, способную в автономном режиме «проектировать» и создавать абсолютно новые, ранее не встречавшиеся в природе бактериофаги. Результаты этого эксперимента, опубликованные в престижном журнале Science, подтверждают: созданные алгоритмом вирусы успешно справились с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался не под силу даже природным аналогам.
Для тех, кто не знаком с биологической терминологией, поясним: бактериофаги — это своего рода «прицельные ракеты» микромира. Это вирусы, которые охотятся исключительно на бактерии, не представляя никакой угрозы для клеток человека. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою эффективность из-за растущей резистентности микробов, фаговая терапия выглядит как идеальная альтернатива. В отличие от агрессивной химии, фаги работают ювелирно и, что немаловажно, самоликвидируются сразу после того, как цель уничтожена.
Однако за триумфом технологий скрываются серьезные дискуссии в научном сообществе. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, эксперт в области эволюционной биологии, призывает к осторожному оптимизму. По его мнению, хотя работа американцев — это важнейший шаг к развитию синтетической биологии, не стоит называть это созданием жизни «с нуля». Ученый отмечает, что современная наука уже умеет мастерски расшифровывать природные коды, например, предсказывать структуру белка, но собрать целый геном — задача на порядок более сложная.
«Белки в клетке не работают в вакууме. Они находятся в сложнейшем танце взаимодействий с ДНК и другими компонентами системы. Недостаточно просто нарисовать правильный ген — нужно, чтобы весь геном функционировал как единый, слаженный механизм», — поясняет Лидский.
Именно здесь ИИ проявляет свою суперсилу: он способен просчитать миллиарды межмолекулярных связей, которые человеческий мозг просто не в состоянии охватить вручную. Для фаговой терапии это означает переход от случайного поиска в «природных библиотеках» к точному инженерному проектированию.
Но есть ли обратная сторона у этой медали? Павел Лидский не исключает рисков: от случайного нарушения баланса в прописях микробиологических процессах до непредсказуемого влияния на экосистемы. Впрочем, он считает, что эти угрозы носят скорее локальный характер.
С другой стороны, Петр Чумаков, член-корреспондент РАН и ведущий сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, подчеркивает, что ИИ здесь выступает скорее в роли мощного катализатора. Алгоритм анализирует закономерности генома и предлагает варианты, которые затем синтезируются для создания новых штаммов. При этом Чумаков напоминает: природа сама по себе — гениальный инженер. Бактериофаги мутируют и адаптируются к бактериям крайне быстро. Если просто инкубировать смесь фагов с патогеном, рано или поздно найдется тот, кто победит. ИИ лишь ускоряет этот процесс.
При этом вопрос безопасности остается открытым. Чумаков отмечает, что угроза создания патогенов, поражающих человека, существует сама по себе, независимо от наличия ИИ — история с COVID-19 это наглядно доказала. Технологии развиты настолько, что создать опасный штамм сегодня вполне реально даже без помощи суперкомпьютеров.
Евгений Куликов, специалист из ФИЦ «Биотехнологии», называет публикацию в Science настоящим прорывом. Ведь впервые мы видим, как методами компьютерной инженерии создается минимальный, но вполне жизнеспособный биологический объект.
«Инфекция есть, и это уже очень много», — говорит ученый, хотя и предупреждает: в генной инженерии польза и вред всегда идут рука об руку.
Существует вполне реальная опасность того, что подобные технологии могут быть перенаправлены на создание биологического оружия.
Добавляется и чисто практическая проблема. Профессор МГУ Алексей Аграновский указывает на «кризис доставки». Даже если мы создадим идеальный фаг, как заставить его работать в организме? Если у пациента тяжелая пневмония, как доставить препарат прямиком в легкие? С антибиотиком, который можно принять в таблетке, всё гораздо проще. И, как отмечает Аграновский, конечный риск зависит не от самой технологии, а от морального выбора людей, которые ею владеют.
«В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но возможности ускорить создание вируса растений или животных теперь колоссальны», — резюмирует он.
На фоне этих дискуссий мир напоминает о том, насколько уязвима природа. В начале августа в Нью-Йорке был обнаружен вирус Бурбон. Его переносчиком является обыкновенный клещ-звездочка, и у медицины пока нет ни вакцины, ни специфического лечения. С момента первого случая в Канзасе, повлекшего смерть пациента, вирус продолжает напоминать о себе, и ученые опасается, что из-за расширения ареала клещей диагностировать подобные инфекции станет всё сложнее.
Человечество стоит на пороге эры, где биология становится программируемой. Вопрос лишь в том, сможем ли мы удержать контроль над кодом, который сами же и начали писать.
