不只会写程式和看病例！AI也能帮忙设计全新病毒，有望协助消灭「超级细菌」

アメリカの研究チームが、生成式人工知能（AI）を用いて、構造的・機能的に完全な新しいウイルスを初めて設計することに成功しました。これは、AIがゼロから完全な生物のゲノムを設計した初の事例です。

BBCの報道によると、実験室で作成された16種類の新型ウイルスは、特定の細菌を感染・排除するために設計されており、人間の健康には影響を与えません。専門家は、この成果が科学史における転換点になると評価していますが、同時にバイオセキュリティ上の懸念も指摘されています。

近年、生成AIは複雑なコードのエラー検出や、医師による処方・診断支援、さらには新型抗生物質の設計にも活用されています。しかし、生命の複製能力を持つ完全なウイルスをゼロから構築することは、はるかに複雑かつ困難な課題でした。

スタンフォード大学のブライアン・ハイ准教授は、これは生成AIの高度な設計能力の新たなマイルストーンだと述べました。使用されたAIモデル「Evo1」と「Evo2」は、ChatGPTのような大規模言語モデルと同様の原理で動作しますが、文字の意味を予測するのではなく、「生命の言語」である遺伝子配列を予測します。研究チームは、ウイルス・細菌・植物・ヒトの膨大な遺伝子データでモデルを訓練し、特定の細菌のみを攻撃する「ファージ」を設計できるようにしました。

研究チームはAIが生成した多数の設計案の中から302件を選び、実験室で人工合成を行いました。その結果、16種類の新型ファージが培養皿内のコレラ菌を効果的に排除することが確認されました。スタンフォード大学の博士課程学生サミュエル・キング氏は、深夜に培養皿の透明な溶菌輪を観察し、AI設計のウイルスが正確に細菌を攻撃していることを確認した瞬間、チーム全体が拍手で沸いたと回想しています。

この技術の最大の意義は、抗生物質が効かない「スーパーバグ」と呼ばれる耐性菌への対策です。これらの耐性菌は増え続けており、従来の治療法が通用しなくなる恐れがあります。AIを活用すれば、それぞれの耐性菌に特化したファージ療法を迅速に開発できる可能性があります。

さらに、この成果は合成生物学の新たな段階への移行を示しており、AIが自然界の模倣にとどまらず、自然界にない全く新しい生命体設計を可能にしたことを意味します。今後の遺伝子疾患治療・免疫療法・新薬開発への応用が期待されています。

一方で、この技術にはリスクも伴います。『サイエンス』誌に掲載された解説記事では、ジョンズ・ホプキンス大学のトーマス・イングレズビー博士とモーリッツ・ハンケ博士が、生成AIによる病原体設計の防止が最重要課題だと警告しています。特に、致病性を持つ新型ウイルスの開発は絶対に避けるべきだと強調しています。

安全性確保のため、スタンフォードチームは厳格な対策を講じており、訓練データに複雑な生物を感染させるウイルス情報を含めず、研究をファージに限定し、高レベルの安全実験室で実施しています。

スペインのポンペウ・ファブラ大学のマルク・ゲル教授と英国マンチェスター生物技術研究所のパトリック・ツァイ教授は、この研究が「ゲノム言語モデルが進化の設計原理を理解し始めた」と評価し、「コンピュータ支援による遺伝子記述の新時代」の幕開けだと指摘しています。