В арсенале современной медицины появился новый, пугающе эффективный и в то же время многообещающий союзник — искусственный интеллект. Группа американских ученых, объединившая усилия биологов и математиков, представила технологию, способную в автономном режиме проектировать бактериофаги — вирусы, которые не трогают человека, но беспощадно уничтожают бактерии. Результаты этой работы, опубликованные в престижном журнале Science, доказывают: созданные нейросетьму «дизайнерские» вирусы успешно справились с патогенным штаммом кишечной палочки, который оказался невосприимчив к природным аналогам.
Бактериофаги — это своего рода природные киллеры. Их уникальность в ювелирной точности: они атакуют только конкретные бактериальные клетки, оставляя человеческие ткани в неприкосновенности. В эпоху, когда антибиотики стремительно теряют свою силу из-за растущей резистентности микробов, фаговая терапия становится единственным выходом. К тому же, в отличие от агрессивной химии, фаги самоликвидируются, как только их «пища» — целевая бактерия — исчезает.
Однако экспертное сообщество призывает к взвешенному оптимизму. Профессор Городского университета Гонконга Павел Лидский, специализирующийся на эволюционной биологии, отмечает, что хотя это важный шаг к синтетической биологии, говорить о создании жизни «с нуля» пока преждевременно. По его словам, современные ученые уже умеют мастерски анализировать природные системы — например, предсказывать структуру белка. Но собрать целый геном — задача иного порядка.
«Белки внутри клетки не существуют сами по себе; это сложнейшая сеть взаимодействий с ДНК и другими компонентами. Нельзя просто спроектировать набор генов — нужно, чтобы весь геном работал как единый, слаженный механизм», — поясняет Лидский.
Именно здесь ИИ становится незаменимым: его вычислительная мощь позволяет просчитать миллионы межмолекулярных связей, которые человеческому мозгу под силу лишь частично. Для фаговой терапии это означает переход от случайного поиска в природных библиотеках к целеналоченному конструированию идеальных генетических комбинаций.
Тем не менее, у медали есть и обратная сторона. Лидский предупреждает о рисках: теоретически такие технологии могут повлиять на микробные экосистемы или вызвать нежелательную эволюцию созданных фагов. Впрочем, он полагает, что потенциальный вред будет носить локальный характер.
С другой стороны, Петр Чумаков, член-корренкляент РАН и научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта, видит в ИИ инструмент, который просто ускоряет и оптимизирует процесс. По его мнению, ученые и раньше могли находить нужные штаммы довольно быстро, используя естественную мутацию бактериофагов в лабораторных условиях. ИИ лишь берет на себя роль архитектора, анализируя закономерности генома и предлагая готовые варианты для синтеза.
При этом Чумаков подчеркивает, что главная угроза исходит не от фагов, а от вирусов, поражающих человека. Приводя в пример пандемию COVID-19, он напоминает, что создание опасных патогенов возможно и без помощи высоких технологий. В современном мире, где инструменты синтеза доступны, создание биологической угрозы — задача вполне реальная.
Евгений Куликов, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов ФИЦ «Биотехнологии», называет публикацию в Science настоящим прорывом. Для него ценность технологии в том, что человечество впервые получает возможность создавать жизнеспособные биологические объекты методами компьютерной инженерии. Но и здесь он не скрывает опасений:
«Польза и вред всегда идут рука об руку».
Как и любая генная инженерия, эта технология может быть использована для создания биологического оружия.
Добавляется и чисто практическая проблема. Профессор МГУ Алексей Аграновский указывает на вопрос «доставки». Даже если мы создадим идеальный фаг, как заставить его работать при пневмонии? Если антибиотик можно принять в таблетке или сделать уколом, то с фагами механизм доставки в пораженные органы (например, в легкие) остается открытым вопросом. Аграновский резюмирует: опасность технологии зависит не от самой идеи, а от морального выбора людей.
«В сарае новый вирус с помощью ИИ не сваришь, но скорость, с которой можно создать вирус для растений или животных, теперь колоссальна», — отмечает он.
На фоне этих дискуссий мир сталкивается с иными, уже вполне осязаемыми биологическими угрозами. В Нью-Йорке недавно был обнаружен вирус Бурбон, переносимый клещами. У него нет ни вакцины, ни специфического лечения. История знает смертельные случаи заражения этим вирусом, и ученые из медицинского центра Стоуни-Брук предупреждают: если распространение клещей усилится, диагностика новых вспышек станет настоящим вызовом для медицины.
Таким образом, мы стоим на пороге эры, где границы между естественным и искусственным стираются, открывая перед нами как невероятные возможности для исцеления, так и новые, невиданные ранее вызовы.
