美国科研团队在《科学》杂志发表最新研究成果,宣布通过人工智能技术成功设计出具备完整功能的噬菌体基因组,并在实验室环境下实现复制。这一突破标志着人类首次利用AI完成全基因组尺度的生物功能设计,为合成生物学领域开辟了全新路径。
研究团队由斯坦福大学与弧形研究所等机构联合组成,他们采用经过数百万天然基因组数据训练的生成式AI模型,构建出完整的噬菌体遗传序列。实验验证显示,16个人工设计基因组在DNA序列构成、基因排列结构及环境适应性方面均展现出显著多样性,其中部分变异体已形成新型噬菌体混合制剂,能有效抑制多重耐药性细菌的生长。
噬菌体作为专门感染细菌的病毒,因其基因组规模较小、实验验证周期短且在分子生物学、微生物工程等领域应用广泛,成为本次研究的理想对象。研究负责人指出,传统生物设计技术主要局限于单个基因或蛋白质的改造,而全基因组设计长期面临技术瓶颈,此次突破将推动生物技术向系统化、智能化方向转型。
该成果在医学领域引发高度关注。实验数据显示,新型噬菌体混合制剂对临床分离的耐药菌株表现出快速抑制效果,为应对抗生素失效危机提供了潜在解决方案。不过,专家同时提醒,AI设计生物系统的能力提升可能带来新型生物安全风险,如何建立有效的监管框架将成为全球性挑战。