Pesquisadores criam primeiros genomas de vírus funcionais via IA

Cientistas do Arc Institute utilizaram modelos de linguagem genômica para desenhar e sintetizar 16 fagos funcionais capazes de combater bactérias.

07/08 às 01:42

Pontos principais

O estudo utilizou o modelo de linguagem Evo para gerar genomas completos de bacteriófagos baseados no fago natural ΦX174.
Dos 302 designs gerados por IA e sintetizados quimicamente, 16 demonstraram ser viáveis e funcionais em laboratório.
Os fagos criados por IA superaram a resistência bacteriana em cepas de E. coli onde o fago natural ΦX174 falhou.
A análise revelou que os fagos bem-sucedidos possuíam entre 67 e 392 mutações em comparação com genomas naturais próximos.
Um dos fagos sintéticos incorporou uma proteína de empacotamento de DNA de uma espécie distante, demonstrando a capacidade da IA de coordenar mutações complexas.
A tecnologia permite o design de terapias fágicas personalizadas para enfrentar a evolução rápida de patógenos bacterianos.

Pesquisadores do Arc Institute alcançaram um marco na biologia sintética ao utilizar modelos de linguagem genômica, conhecidos como Evo, para desenhar genomas completos de bacteriófagos do zero. O projeto utilizou o fago ΦX174 como modelo de design devido à sua importância histórica e complexidade estrutural, que inclui genes sobrepostos. A equipe desenvolveu um pipeline de anotação genética customizado para validar milhares de sequências geradas pela IA, garantindo que os genomas mantivessem a funcionalidade necessária para infectar e eliminar bactérias hospedeiras.

Os resultados experimentais confirmaram a eficácia da abordagem, com 16 fagos sintéticos apresentando viabilidade e, em alguns casos, maior aptidão do que o fago natural. Além disso, coquetéis desses fagos gerados por IA foram capazes de superar cepas de E. coli resistentes a tratamentos convencionais, sugerindo uma nova via para o desenvolvimento de terapias contra infecções bacterianas. O trabalho representa uma transição fundamental na genômica: da leitura e escrita de DNA para o design deliberado de sistemas biológicos funcionais.

Fontes