人造病毒是福是禍? AI設計新病毒獵殺超級細菌 生命可被「編寫」、癌症疫苗研發加速
AI讀懂「生命天書」 設計病毒如寫文章
這種人造病毒的誕生,歸功於一個名為「Evo2」的AI模型。簡單來說,Evo2就像是生物學界的ChatGPT,但它學習的不是人類語言,而是「生命的語言」——DNA。
研究團隊將包含微生物、植物、動物甚至已滅絕物種在內、高達9.3兆個DNA代碼輸入Evo2,讓它學習基因排列的文法與規則。經過訓練後,Evo2不再只是模仿,而是能像作家創作新文章一樣,創造出自然界不存在的基因序列。在實驗中,它設計了285款候選病毒,最終篩選出的Evo-Φ2147僅擁有11個基因,構造極簡,但殺菌速度卻比自然界的野生病毒快25%,更能有效擊敗連抗生素都束手無策的超級細菌。
突破基因「打印」瓶頸 為DNA加上頁碼
如果說AI是畫出藍圖的建築師,那麼將藍圖變為實物的「打印技術」同樣關鍵。過去,科學家雖然能設計基因,但在實驗室合成(打印)長鏈DNA時卻困難重重。傳統方法就像是要將一本被撕碎的百科全書重新拼湊,卻沒有頁碼可看,只能靠碎片邊緣的文字嘗試配對,既耗時又容易出錯,錯誤率高達十分之一。
加州理工學院研發的「Sidewinder」技術解決了這個難題。研究人員巧妙地利用一種名為「三路接頭」的機制,為每個DNA片段加上了類似「頁碼」的標記。
加州理工學院教授Kaihang Wang打了一個生動的比喻:這就像古騰堡印刷術發明後,我們終於為書本加上了頁碼,讓裝訂變得準確無誤。這項技術將合成錯誤率大幅降至百萬分之一,讓科學家能快速、廉價且精準地打印出複雜的生命編碼。
癌症疫苗研發從42天縮短至62小時
這項「設計」與「打印」技術的完美結合,為醫學界帶來了無限憧憬。Moderna聯合創始人Bob Langer指出,這將開啟新藥物與療法的新紀元。
最令人期待的應用在於個人化癌症疫苗的研發。依照目前的技術水平,針對患者腫瘤突變製作mRNA疫苗,從測序到生產最快約需42天。但在Sidewinder技術輔助下,科學家推算這一過程未來有望大幅縮短至62小時。對於與時間競賽的癌症病人來說,若能實現此速度,這將不僅是效率的提升,更是生與死的差別。
新技術打開「潘朵拉的盒子」?
然而,賦予人類「上帝之手」的能力,同時也伴隨著巨大的風險,如果這種技術被用來製造能避開疫苗檢測的超級病毒,後果不堪設想。對此,研究團隊指已設下「護欄」,Evo2在訓練時刻意排除了感染人類的病毒數據,從源頭降低風險;而Sidewinder技術的授權也受到嚴格監管,所有待合成的基因序列都需經過生物安全篩查。Adrian Woolfson在其新書中呼籲,全球急需建立監管框架,因為我們已站在歷史的十字路口——人類不僅在閱讀生命之書,更開始執筆改寫它。
