Investigadores crean genomas funcionales de virus bacteriófagos mediante inteligencia artificial
Un equipo de la Universidad de Stanford publicó en Science un avance en biología sintética donde usaron inteligencia artificial para diseñar desde cero genomas completos y funcionales de bacteriófagos, algunos probados exitosamente contra bacterias resistentes.
- Los investigadores utilizaron el modelo de lenguaje genómico Evo combinado con biología computacional para generar miles de genomas similares pero nuevos basados en el bacteriófago ΦX174.
- De aproximadamente 300 genomas sintetizados químicamente, 16 resultaron viables; estos fagos fueron diferentes a cualquier natural conocido, exhibiendo mutaciones, genes y elementos reguladores divergentes.
- Algunas combinaciones de nuevos fagos superaron resistencia en dos cepas de E. coli que eran resistentes a fagos similares, abriendo vías hacia terapias con fagos generados por IA contra patógenos bacterianos en evolución.
Investigadores de la Universidad de Stanford, encabezados por un equipo de biología sintética, publicaron un artículo en la revista Science donde describen el diseño de genomas completos y funcionales de bacteriófagos (virus que atacan bacterias) utilizando inteligencia artificial. El estudio empleó como modelo el bacteriófago ΦX174, que ataca a la bacteria Escherichia coli, combinando modelos de lenguaje genómico Evo, biología computacional y cribado experimental.
Los bacteriófagos tienen gran utilidad en biotecnología y son relevantes desde el punto de vista terapéutico como tratamientos para infecciones bacterianas. El equipo utilizó el genoma de ΦX174 como 'plantilla de diseño' a partir de la cual la inteligencia artificial generó miles de genomas similares pero nuevos. Los investigadores sintetizaron químicamente y probaron casi 300 de estos diseños en condiciones de laboratorio, obteniendo como resultado 16 fagos viables.
Los fagos generados fueron diferentes a cualquier fago natural conocido, exhibiendo mutaciones nuevas, genes y elementos reguladores divergentes. Algunas combinaciones de los nuevos fagos superaron la resistencia en dos cepas de E. coli que eran resistentes a fagos similares a ΦX174, lo que abre una vía hacia terapias con fagos generados por inteligencia artificial contra patógenos bacterianos en rápida evolución. En experimentos donde se mezclaron en un mismo cultivo cellular fagos creados con IA con otros naturales, los primeros superaron a los segundos en velocidad de replicación y competencia en algunos casos.
Los autores del estudio señalan que el diseño y síntesis de genomas funcionales generados por inteligencia artificial plantean consideraciones importantes en materia de bioseguridad y seguridad biológica. Consideran necesario un debate sobre fortalezas y limitaciones de gobernanza, políticas y estrategias de mitigación del uso indebido. Estiman que grupos futuros deberían consultar a profesionales de seguridad y bioseguridad durante todo el ciclo de vida del proyecto. Los marcos de seguridad existentes pueden adaptarse a la genómica generativa, mientras que protecciones a nivel de modelo, como exclusión de secuencias virales sensibles de datos de entrenamiento, pueden proporcionar una capa adicional de mitigación de riesgos, según reportó El Universo.
Este artículo fue redactado con asistencia de IA a partir de fuentes públicas y está sujeto a revisión editorial de Ahora.
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