O que aconteceu?
Em Stanford, cerca de 300 bacteriófagos foram criados utilizando o modelo generativo Evo 2, e 16 deles foram selecionados para matar ativamente E. coli. O trabalho foi construído em torno do fago δX174 (pronunciado "phi-ex-um-sete-quatro"), que serviu de base para gerar novas sequências de DNA. Os autores do projeto são Brian Hie, professor assistente de engenharia química e criador do modelo, e o estudante de pós-graduação Samuel King, que foi responsável pelos experimentos.
Como o modelo cria genomas
O modelo Evo 2 pode estender o DNA a partir de um pequeno fragmento. Os cientistas pediram-lhe para gerar o genoma completo ΦX174 em uma única passagem — da esquerda para a direita. Isso produziu milhares de variantes, das quais sequências foram então selecionadas para síntese e teste. O genoma de fago é pequeno — menos de 6.000 pares de base, em comparação com cerca de três bilhões em humanos. Isso torna um campo de testes conveniente para ver se o modelo pode criar um vírus viável inteiro, em vez de simplesmente propor edições locais para o DNA existente. Alguns dos fagos gerados até mostraram maior aptidão em condições laboratoriais do que o original δX174.
Selecção de candidatos
Para evitar sintetizar cada variante, Samuel King desenvolveu um oleoduto computacional que pré-enquadra genomas. Primeiro, o modelo Evo 2 gera um grande número de candidatos; em seguida, eles são avaliados contra características retiradas de ΦX174 e fagos relacionados, e apenas os melhores são enviados para síntese química. A fase final são os testes laboratoriais. De acordo com Hie, este oleoduto salvou recursos, focando nas variantes mais promissoras.
Por que um coquetel de fago é necessário
As bactérias tornam-se gradualmente habituadas a um único vírus e param de responder a ele. É por isso que os pesquisadores selecionaram imediatamente vários fagos diferentes — um chamado coquetel. Testes confirmaram que uma mistura de 16 vírus suprime rapidamente o crescimento de E. coli, incluindo cepas resistentes ao original δX174.
E agora?
Os desenvolvedores planejam adaptar a abordagem para combater outras bactérias perigosas, como Staphylococcus aureus (MRSA) resistente à meticilina e Pseudomonas aeruginosa, que muitas vezes causa infecções hospitalares. Evo 2 está disponível como software de código aberto. Hie reconhece que o modelo poderia ser usado para danos, mas observa que a obtenção de patógenos naturais ainda é mais fácil do que sintetizar novos. Além disso, os sistemas de IA podem ajudar a responder rapidamente às pandemias naturais e criar defesas contra ameaças biológicas.
Em versões futuras, espera-se que o modelo seja treinado para trabalhar com sequências de DNA mais longas e complexas. Os objetivos incluem pequenos genomas bacterianos que poderiam servir de base para microrganismos que produzem substâncias químicas, drogas ou combustível. As principais questões abertas são como aumentar a novidade genética e fortalecer o controle sobre a produção de geração.
