Ce qui s'est passé
À Stanford, près de 300 bactériophages ont été créés à l'aide du modèle génératif Evo 2, puis 16 d'entre eux ont été sélectionnés pour tuer activement E. coli. Le travail a été construit autour du phage ΦX174 (prononcé "phi-ex-un-sept-quatre"), qui a servi de base pour générer de nouvelles séquences d'ADN. Les auteurs du projet sont Brian Hie, professeur adjoint de génie chimique et créateur du modèle, et l'étudiant diplômé Samuel King, qui était responsable des expériences.
Comment le modèle crée des génomes
Le modèle Evo 2 peut étendre l'ADN à partir d'un petit fragment. Les scientifiques lui ont demandé de générer le génome complet ΦX174 en un seul passage — de gauche à droite. Cela a produit des milliers de variantes, à partir desquelles des séquences ont ensuite été sélectionnées pour la synthèse et les essais. Le génome phage est petit — moins de 6 000 paires de base, comparativement à environ trois milliards chez l'homme. Cela en fait un terrain d'essai pratique pour voir si le modèle peut créer un virus entièrement viable, plutôt que de simplement proposer des modifications locales à l'ADN existant. Certains des phages générés ont même montré une meilleure forme physique en laboratoire que l'original ΦX174.
Sélection des candidats
Pour éviter de synthétiser toutes les variantes, Samuel King a développé un pipeline de calcul qui pré-sélectionne les génomes. D'abord, le modèle Evo 2 génère un grand nombre de candidats, puis ils sont évalués en fonction des caractéristiques tirées de ΦX174 et des phages connexes, et seuls les meilleurs sont envoyés pour la synthèse chimique. La dernière étape est l'essai en laboratoire. Selon Hie, ce pipeline a économisé des ressources en se concentrant sur les variantes les plus prometteuses.
Pourquoi un cocktail phage est nécessaire
Les bactéries s'habituent progressivement à un seul virus et cessent de réagir. C'est pourquoi les chercheurs ont immédiatement sélectionné plusieurs phages différents — un soi-disant cocktail. Les tests ont confirmé qu'un mélange de 16 virus supprime rapidement la croissance d'E. coli, y compris les souches résistantes au ΦX174.
Suivant
Les promoteurs prévoient d'adapter l'approche pour combattre d'autres bactéries dangereuses, telles que Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (MRSA) et Pseudomonas aeruginosa, qui causent souvent des infections acquises à l'hôpital. Evo 2 est disponible sous forme de logiciel open-source. Hie reconnaît que le modèle pourrait être utilisé pour nuire, mais note que l'obtention d'agents pathogènes naturels est encore plus facile que la synthèse de nouveaux. En outre, les systèmes d'IA peuvent aider à réagir rapidement aux pandémies naturelles et créer des défenses contre les menaces biologiques.
Dans les versions futures, le modèle devrait être formé pour travailler avec des séquences d'ADN plus longues et plus complexes. Les objectifs comprennent les petits génomes bactériens qui pourraient servir de base aux microorganismes produisant des produits chimiques, des médicaments ou du carburant. Les principales questions ouvertes sont de savoir comment accroître la nouveauté génétique et renforcer le contrôle de la production.
