元界演进速写
2026-08-07 14:08来自 科学看点

Evo AI模型是如何设计出完整病毒基因组的?

  一、Evo模型如何“学习”生命的语言

  类似ChatGPT但预测DNA:Evo模型的工作方式与大语言模型类似,但预测的不是文字,而是“生命的语言”——DNA序列。它通过学习海量遗传数据中的模式,学会预测下一个核苷酸是什么。

  训练数据规模庞大:研究团队用病毒、细菌、植物和人类的遗传编码对Evo1和Evo2模型进行训练,Evo共分析了约9万亿个核苷酸,从中识别出不同物种间共享的序列规律。为降低风险,训练数据特意排除了所有能感染人类、动物或植物的病毒序列。

  从基因设计到完整基因组:此前AI已被用于设计新型抗生素或单个蛋白质,但设计完整的病毒基因组是全新突破。Evo不仅能理解单个基因,还能把握整个基因组的结构和功能。

  

  

  二、完整病毒基因组的设计与生产流程

  AI生成70万候选方案:研究团队将Evo模型进一步调优,使其专门生成一种叫做“噬菌体”(只感染细菌的病毒)的基因组。AI共生成约70万个候选噬菌体基因组序列。

  筛选与实验室合成:科学家从AI输出的方案中挑选出最有潜力的302个设计,实际合成了其中285条DNA序列。这些DNA被导入细菌体内,细菌读取遗传指令后“生产”出病毒颗粒。

  最终16种噬菌体成功“激活”:在实验中,这285个设计中有16种证实具备生物活性,能够感染并杀死大肠杆菌。科学家在培养皿中观察到透明斑点——那是噬菌体成功复制、裂解细菌留下的标志。

  三、设计出的噬菌体与天然病毒的差异

  所有设计对人类无害:所有新型病毒都是噬菌体,专门感染细菌,不会对人类构成任何威胁。研究团队刻意选择了这类安全的研究对象。

  功能表现不输天然噬菌体:部分AI设计的噬菌体在杀灭大肠杆菌方面甚至比用作模板的天然噬菌体ΦX174更为有效,有的复制速度还超过了天然原型。

  展现出“系统级”设计能力:有一个成功病毒包含了自然界不存在的DNA包装蛋白,其结构序列与任何已知蛋白质没有显著同源性,证明AI已具备“从头设计”新型生命组件的能力,而非简单模仿或拼凑自然序列。