fnob.it
Per la prima volta nella storia della biologia, un’intelligenza artificiale ha progettato genomi virali completi e funzionali da zero. Lo studio, pubblicato su Science dal gruppo di Brian Hie alla Stanford University, segna un passaggio che la comunità scientifica attendeva come pietra miliare: non la modifica di sequenze esistenti, non la ricombinazione di elementi noti, ma la generazione ex novo di genomi di batteriofagi, virus che infettano i batteri, attraverso modelli linguistici addestrati su vasti dataset di sequenze di DNA. Il modello adottato ricalca la logica dei grandi modelli linguistici testuali, applicata al codice genomico: il sistema ha appreso la “grammatica” del DNA dei batteriofagi — le regole che governano l’organizzazione dei geni, le sequenze regolatorie, l’architettura del genoma — e le ha usate per generare circa 300 sequenze sintetiche distinte da qualunque sequenza esistente in natura. Di queste, 16 hanno prodotto fagi funzionali, confermati dalla microscopia crioelettronica e testati in laboratorio. Il batteriofago scelto come modello ha un genoma di circa 5.400 basi contenente 11 geni, il primo genoma completo mai sequenziato e sintetizzato nella storia della biologia molecolare. Il dato più rilevante sul piano applicativo riguarda la resistenza batterica: somministrati come cocktail, i batteriofagi progettati dall’IA hanno infettato ceppi di Escherichia coli che avevano già sviluppato resistenza al fago naturale da cui erano stati modellati — un risultato che un insieme equivalente di fagi naturali non era riuscito a ottenere. La fagoterapia — l’utilizzo di batteriofagi per combattere infezioni batteriche resistenti agli antibiotici — è una strategia con oltre un secolo di storia ma con applicazione clinica limitata, in parte per le difficoltà nel reperire fagi naturali con le caratteristiche desiderate e in parte per ostacoli regolatori e commerciali. La capacità di progettare fagi su misura con proprietà predefinite potrebbe rappresentare un cambio di paradigma in questo campo, con implicazioni dirette per il trattamento delle infezioni multiresistenti.