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AI从零“写”出16种全新病毒,注入细菌后全部活了!人类首次,Science震撼刊发

AI从零“写”出16种全新病毒,注入细菌后全部活了!人类首次,Science震撼刊发

培养皿里,一片片透明的噬菌斑正在蔓延,那是细菌死去的痕迹。

制造这些噬菌斑的,是一个AI从零开始、逐个碱基“写”出来的、地球上从未存在过的全新生命体

2026年8月6日,Science正式刊发了这篇论文。斯坦福大学博士生Samuel King发帖宣布:“我们报告了首批功能性AI生成基因组。”他的导师Brian Hie转发时补充:正式版含有预印本阶段没有的全新实验数据。

▲ Samuel King在论文发表当日的推文,宣布人类历史上第一批功能性AI生成基因组

AI跨过了替换几个碱基、调整启动子的修补阶段。它学完两百万条病毒的DNA“语法”后,起草了一整段从未存在过的遗传程序,然后这段程序真的跑了起来。

302个候选,16个“活”了

故事要从一个名字说起:ΦX174

这只小得不能再小的噬菌体,只感染细菌、不碰人类细胞的病毒,在分子生物学史上反复充当“第一次”的载体。1977年,桑格团队用它完成了人类历史上第一个完整DNA基因组测序2003年,文特尔团队把它做成了第一个化学合成并成功启动的全基因组

现在轮到第三个“第一次”

Arc Institute与斯坦福的团队把基因组语言模型Evo 2拉上了牌桌。这个模型在海量跨物种DNA序列上预训练,再对ΦX174所属的Microviridae科约一万四千到一万五千条基因组做了微调。然后,他们对模型说:请生成一段ΦX174样的噬菌体基因组。

模型吐出了数百条序列团队筛掉长度不对的、基因注释不全的、宿主匹配度差的,最终把大约302个候选送进了湿实验室,化学合成DNA、组装、注入感受态大肠杆菌。

结果:16个设计成功复制、组装成病毒颗粒、裂解了宿主细胞。

用Brian Hie接受MIT Technology Review采访时的话说:那天夜里,当他们在培养皿上看到AI生成的病毒杀出的透明噬菌斑时,实验室里弥漫着一种“AI is here”的气氛。随后他们拍下了电子显微镜下的病毒颗粒,模糊的小点,却是人类文明从未见过的生命形态

“能活”之后,它还干了人类工程师干不成的事

16个听起来不多?别急,精彩的在细节里

这些AI生成的基因组,相对最近的天然亲缘序列携带了67到392个全新突变其中Evo-Φ2147与已知噬菌体NC51的核苷酸一致性仅约93%,在某些分类标准下,它已经可以被视为一个全新物种更有13个基因组中包含的突变,是在整个已知天然序列数据库中都找不到的。

但最戏剧性的故事属于Evo-Φ36

这个AI设计把一个来自远缘噬菌体G4的DNA包装蛋白J“移植”进了ΦX174的整体架构。G4的J蛋白更短,人类科学家此前尝试过同样的替换,每次都让噬菌体直接瘫痪而AI呢?它不仅换了J蛋白,还在基因组的其他位置悄悄安排了一系列补偿性突变,冷冻电镜显示,更短的J蛋白在病毒衣壳中采取了一种全新的取向

人类做砸的手术,AI做成了

还有一个叫Evo-Φ69的变体,在与野生型ΦX174的竞争培养中,数量暴涨至起始水平的约65倍换句话说,AI写的病毒,比大自然花了几十亿年进化出来的版本,更凶

▲ MIT Technology Review报道要点:约200万噬菌体基因组训练,302设计中16个成功,培养皿上的“AI已至”时刻

耐药菌杀不死?AI鸡尾酒上场

如果故事到这里就结束了,它充其量是一篇漂亮的概念验证。但团队多走了一步,而这一步,才是让整个医学界竖起耳朵的原因。

他们培育了三株对ΦX174耐药的大肠杆菌,这些细菌改变了表面受体,让野生型噬菌体完全失效然后他们做了一个直击灵魂的对照实验:

  • 单独用野生型ΦX174攻击?失败。
  • 用天然来源的噬菌体混合物攻击?失败。
  • 用AI生成的噬菌体组成“鸡尾酒”攻击?一到五次传代内,耐药被突破。

▲ Samuel King展示的耐药对照实验:AI生成的噬菌体鸡尾酒成功克服了天然噬菌体无法突破的耐药性

秘密在于多样性AI生成的噬菌体彼此序列差异足够大,当细菌改变受体来躲避其中一种时,另外两三种仍然能抓住它。实验中,突破耐药的主力往往来自多个设计之间的重组,由此产生嵌合基因组,突变集中在与受体相互作用的表面区域。

生成式多样性可以先铺开一群彼此不同、却都还能活的序列,为后续的适应性进化备好原料库。

一百年的旧药方,终于等到了AI

为什么这件事如此重要?因为抗生素正在失效

全球公共卫生机构反复警告:耐药感染的死亡率和医疗成本正在快速攀升而噬菌体,这种专门猎杀细菌的病毒,其实早在一百年前就被人类发现并用于治疗。但青霉素横空出世后,西方几乎全面转向抗生素,噬菌体疗法只在东欧和格鲁吉亚等地顽强存活

直到2015年的一个故事把它拉回了聚光灯下:流行病学家Steffanie Strathdee的丈夫在埃及感染了多重耐药鲍曼不动杆菌,所有抗生素都无效。在紧急同情用药路径下,多个团队从污水、畜舍、甚至军舰舱底水中大海捞针般寻找匹配的噬菌体,最终静脉鸡尾酒治疗成功。

这就是噬菌体疗法最大的痛点:“找噬菌体太慢、太看运气”。 每个病人身上的耐药菌株不同,每一株需要的噬菌体也不同。从环境样本中筛选、匹配、纯化、测试,这个过程可能需要数周乃至数月,而病人往往等不起。

AI生成式设计,正精准撞在了这个瓶颈上。

不再从污水里碰运气,而是让模型批量生成候选、合成、筛选,速度提升的想象空间是巨大的。

“还能出什么问题呢?”

欢呼声外,担忧也随之而来

▲ 退休教授Rune Linding的五个字回复,道出了一部分科学界的忧虑

▲ 普通网友的直觉担忧:人体依赖大量有益菌,噬菌体如果“杀错对象”怎么办?

约翰霍普金斯大学健康安全中心在Science同期发表的评论文章措辞严厉:用生成式AI拼装病毒基因组的能力已经存在,但安全引导它的治理体系却还没有。 他们明确划出红线,不应推进可感染真核生物的病原基因组生成

社交媒体上,普通读者的担忧则更加直觉:噬菌体杀细菌,但人体也离不开有益菌人体肠道、皮肤上共生着数万亿有益微生物,如果AI设计的噬菌体进入人体后“误伤”了它们呢?

团队的数据显示:这批ΦX174样设计对测试过的非目标大肠杆菌株保持了狭窄的宿主嗜性至于“进入复杂人体微生态后是否安全”,仍需要另一套专门研究来回答

5000个碱基与50亿年

让我们把镜头拉远一点

ΦX174的基因组只有大约5000个碱基,11个基因,很多还彼此重叠。而一个大肠杆菌的基因组大约是它的一千倍,人类基因组则是六十万倍16/302的命中率放在5kb尺度上已经是突破,放到更大的基因组上,复杂度会呈指数级爆炸

合成生物学先驱Jef Boeke在MIT Technology Review的评论一针见血:从噬菌体到细胞,复杂度会陡升到令人却步的程度。文特尔则以过来人的冷静打了一个比方,这很像过去人工试错的加速版,“我们团队也曾靠文献和反复测试'手动AI'地拼过基因组”。

速度本身,正是今天人们看重AI生物学的理由,也是人们恐惧它的理由。

1977年:人类读懂了ΦX1742003年:人类抄写了它2025年:AI创作了它的同类

从“读”到“写”到“设计”,三种能力在同一只五千碱基的小病毒身上依次落地。这条弧线的终点在哪里,没有人知道但有一件事已经确定:生命的源代码,不再只有大自然能写了。