Thiết kế AI tạo ra bộ gen hoàn chỉnh có chức năng đầy đủ

Mô hình ngôn ngữ hệ gen Evo 2 đã thiết kế các hệ gen chức năng mới của thực khuẩn thể ΦX174. Khoảng 300 thiết kế do trí tuệ nhân tạo tạo ra đã được tổng hợp hóa học và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Mười sáu thực khuẩn thể được tổng hợp có khả năng sống sót và được chứng minh là hiệu quả chống lại vi khuẩn Escherichia coli C kháng thuốc, cho thấy liệu pháp thực khuẩn thể có thể là một lựa chọn để giải quyết vấn đề kháng thuốc của vi khuẩn. Là một cột mốc trong khoa học, đây là lần đầu tiên một mô hình ngôn ngữ thiết kế chức năng sinh học ở cấp độ toàn bộ hệ gen. 

Quá trình tiến hóa đã diễn ra trong khoảng 3 tỷ năm, thiết kế các hệ thống sinh học trong tự nhiên thông qua đột biến ngẫu nhiên và chọn lọc. Con người đã sử dụng chọn lọc nhân tạo từ khá lâu để định hình các đặc điểm sinh học của thực vật và động vật. Kỹ thuật di truyền hiện nay là một công cụ được thiết lập để thiết kế các hệ thống sinh học, nhờ những tiến bộ trong sinh học phân tử trong vài thập kỷ qua. Điều này đòi hỏi phải dự đoán các chi tiết cấu trúc của một thiết kế chức năng và khả thi, đây là một nhiệm vụ phức tạp và đầy thách thức. Sức mạnh tính toán khổng lồ của các mô hình tuyến tính hiện đại được huấn luyện phù hợp với dữ liệu tiến hóa và di truyền có liên quan đã trở nên hữu ích trong việc tăng cường tìm kiếm các thiết kế sinh học chức năng. 

Gần đây, trí tuệ nhân tạo tạo sinh (generative AI) đã được ứng dụng trong việc thiết kế các hệ thống sinh học phức tạp ở quy mô từng gen và protein riêng lẻ. Năm 2025, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng một mô hình ngôn ngữ được huấn luyện trên quy mô lớn bằng dữ liệu tiến hóa có thể tạo ra các protein chức năng mới. Họ đã giới thiệu ESM3, một mô hình ngôn ngữ protein tạo ra cấu trúc protein và trình tự axit amin khi được yêu cầu. Trình tự protein quyết định cấu trúc ba chiều và chức năng tế bào của protein. 

Các mô hình ngôn ngữ hệ gen được huấn luyện trên các kho dữ liệu DNA khổng lồ bao gồm hàng triệu hệ gen từ tất cả các lĩnh vực của sự sống. Kết quả là, các mô hình này học được các ràng buộc tiến hóa định hình trình tự DNA trong tự nhiên. Liệu một mô hình ngôn ngữ hệ gen có thể tạo ra toàn bộ hệ gen chức năng? 

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố vào ngày 6 tháng 8 năm 2026, các nhà nghiên cứu đã sử dụng thành công các mô hình ngôn ngữ hệ gen, Evo 1 và Evo 2, để tạo ra các bộ gen hoàn chỉnh của thực khuẩn thể ΦX174 với cấu trúc di truyền thực tế và tính đặc hiệu đối với vật chủ vi khuẩn, Escherichia coli C. Họ đã sử dụng thực khuẩn thể ΦX174 tự nhiên làm khuôn mẫu thiết kế. Hàng nghìn bộ gen được tạo ra đã được đánh giá, trong đó khoảng 300 bộ gen được tổng hợp hóa học và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Mười sáu thực khuẩn thể được tìm thấy là có khả năng sống sót. Các thực khuẩn thể sống sót này là những thực khuẩn thể mới và nhanh chóng khắc phục được các chủng E. coli kháng ΦX174 khi được thử nghiệm khả năng này.

Nghiên cứu này nâng các mô hình ngôn ngữ hệ gen lên một tầm cao mới khi chứng minh rằng các mô hình này có thể nắm bắt được các ràng buộc tiến hóa trong trình tự DNA với độ chính xác đủ để tạo ra các hệ gen hoàn chỉnh và có chức năng. Điều này cũng mở ra một con đường cơ bản cho liệu pháp thực khuẩn thể chống lại vi khuẩn kháng thuốc. 

***

Tài liệu tham khảo:

  1. Hayes T. vàl. 2025. Mô phỏng 500 triệu năm tiến hóa bằng mô hình ngôn ngữ. Khoa học. 16 tháng 1 năm 2025. Tập 387, Số 6736, trang 850-858. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ads0018
  2. Vua SH vàl. 2026. Thiết kế tạo sinh vi khuẩn thể bằng mô hình ngôn ngữ hệ gen. Khoa họcNgày 6 tháng 8 năm 2026. Tập 393, Số 6811. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aec2657
  3. Inglesby TV và Hanke MS, 2026. Bộ gen virus được thiết kế bằng trí tuệ nhân tạo. Khoa học. Ngày 6 tháng 8 năm 2026. Tập 393, Số 6811, trang 563-564. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aej8512
  4. Trí tuệ nhân tạo thiết kế một loại thuốc diệt vi khuẩn E. Coli mới. Báo cáo của Đại học Stanford. Ngày 6 tháng 8 năm 2026. Có sẵn tại [địa chỉ trang web]. https://news.stanford.edu/stories/2026/08/evo-2-ai-tool-e-coli-killer-bacteriophages

***

Các bài liên quan: 

  1. Giao diện não-máy tính (BCI): Hướng tới sự hợp nhất giữa con người và trí tuệ nhân tạo  (18 Tháng 3 2026)
  2. SARAH: Công cụ nâng cao sức khỏe dựa trên AI đầu tiên của WHO (Ngày 2 tháng 2024 năm XNUMX)
  3. Trí tuệ nhân tạo sáng tạo (AI): WHO ban hành Hướng dẫn mới về quản trị LMM (19 tháng 1 2024)
  4. Hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) tiến hành nghiên cứu hóa học một cách tự động (26 Tháng 12 2023) 
  5. Trí tuệ nhân tạo (AI) giúp chẩn đoán y tế nhanh chóng và hiệu quả (Ngày 15 tháng 2018 năm XNUMX) 

***

Mới nhất

Daraxonrasib được phê duyệt để điều trị ung thư tuyến tụy.

Daraxonrasib (Rasonque của Revolution Medicines, Inc.), một chất ức chế...

Sự sụp đổ của sông băng đã dẫn đến trận động đất ở Nepal. 

Trận động đất mạnh 5.2 độ Richter được ghi nhận gần biên giới...

Ý nghĩa của Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman

Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman (thường được gọi là...)

NASA mời ISRO tham gia chương trình xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng.

NASA đã mời ISRO (Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ)...

Nhật thực toàn phần 2026

Vào ngày 12 tháng 8 năm 2026, một hiện tượng nhật thực toàn phần đã xảy ra...

Voyager 2: Quy trình “Vụ nổ lớn” kéo dài tuổi thọ của các thiết bị khoa học

Quy trình quản lý năng lượng “Vụ nổ lớn” được thực hiện trên tàu Voyager 2...

Đăng ký bản tin

Đừng bỏ lỡ

Quần đảo Galápagos: Điều gì duy trì hệ sinh thái phong phú của nó?

Nằm cách bờ biển Ecuador khoảng 600 dặm về phía Tây ...

Phát hiện hóa thạch Ichthyosaur (Rồng biển) lớn nhất nước Anh

Phần còn lại của ichthyosaur (loài bò sát biển hình cá) lớn nhất nước Anh có ...

Khám phá Nitroplast tế bào cố định đạm ở tảo nhân chuẩn   

Tuy nhiên, quá trình sinh tổng hợp protein và axit nucleic cần có nitơ...

Hội nghị về Biến đổi Khí hậu: Tuyên bố COP29 về Giảm thiểu Khí mê-tan

Phiên họp thứ 29 của Hội nghị các bên (COP)...

COVID-19 ở Anh: Nâng cao các biện pháp Kế hoạch B có hợp lý không?

Chính phủ Anh gần đây đã thông báo dỡ bỏ kế hoạch ...

Các địa điểm hạt nhân ở Iran: Một số phát tán phóng xạ cục bộ 

Theo đánh giá của cơ quan, đã có một số...
Umesh Prasad
Umesh Prasad
Umesh Prasad là một nhà nghiên cứu kiêm nhà truyền đạt thông tin, người xuất sắc trong việc tổng hợp các nghiên cứu gốc đã được bình duyệt thành các bài báo công khai ngắn gọn, sâu sắc và có nguồn tham khảo đáng tin cậy. Là một chuyên gia về chuyển giao kiến ​​thức, ông được thúc đẩy bởi sứ mệnh làm cho khoa học trở nên dễ tiếp cận hơn đối với những người không nói tiếng Anh. Để đạt được mục tiêu này, ông đã thành lập “Scientific European”, một nền tảng kỹ thuật số đa ngôn ngữ, truy cập mở và đầy sáng tạo. Bằng cách giải quyết một khoảng trống quan trọng trong việc phổ biến khoa học toàn cầu, Prasad đóng vai trò là người quản lý kiến ​​thức chủ chốt, người mà công việc của ông đại diện cho một kỷ nguyên mới tinh tế của báo chí học thuật, đưa những nghiên cứu mới nhất đến tận tay người dân bằng ngôn ngữ mẹ đẻ của họ.

Daraxonrasib được phê duyệt để điều trị ung thư tuyến tụy.

Daraxonrasib (Rasonque của Revolution Medicines, Inc.), một chất ức chế họ GTPase RAS, đã được phê duyệt để điều trị cho người lớn mắc ung thư tuyến tụy di căn...

Sự sụp đổ của sông băng đã dẫn đến trận động đất ở Nepal. 

Trận động đất mạnh 5.2 độ Richter được ghi nhận gần biên giới giữa Nepal và Trung Quốc vào ngày 26 tháng 8 năm 2026 lúc 8:37 sáng giờ địa phương (02:52:10 UTC) đã...

Ý nghĩa của Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman

Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman (thường được gọi là Kính viễn vọng Roman) dự kiến ​​sẽ được phóng vào không gian vào ngày 30 tháng 8 năm 2026. Nó sẽ...

Đưa ra một phản hồi

Vui lòng nhập bình luận của bạn!
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Để đảm bảo an toàn, việc sử dụng dịch vụ reCAPTCHA của Google là bắt buộc, dịch vụ này tuân theo Chính sách Quyền riêng tư và Điều khoản Sử dụng của Google.

Tôi đồng ý với các điều khoản này.