ИИ, обученный на бактериальных геномах, производит невиданные ранее белки

Исследователи утверждают, что эта установка позволяет Evo «связывать паттерны на уровне нуклеотидов с геномным контекстом в масштабе килобаз». Другими словами, если вы подскажете ему большой кусок геномной ДНК, Evo сможет интерпретировать это так, как LLM интерпретирует запрос и выдает выходные данные, которые в геномном смысле подходят для этой интерпретации.

Исследователи рассудили, что, проведя обучение на бактериальных геномах, они могли бы использовать известный ген в качестве подсказки, а Evo должен выдать результат, включающий области, кодирующие белки со схожими функциями. Ключевой вопрос заключается в том, будет ли он просто выводить последовательности белков, о которых мы уже знаем, или же результаты будут менее предсказуемыми.

Новые белки

Чтобы начать тестирование системы, исследователи подсказали ей фрагменты генов известных белков и определили, сможет ли Evo их дополнить. В одном примере, если получить 30 процентов последовательности гена известного белка, Evo сможет вывести 85 процентов остальных. При запросе 80 процентов последовательности он может вернуть всю недостающую последовательность. Когда один ген был удален из функционального кластера, Evo также мог правильно идентифицировать и восстановить недостающий ген.

Большой объем обучающих данных также позволил Evo правильно определить наиболее важные области белка. Если он и внес изменения в последовательность, они обычно находились в тех областях белка, где изменчивость допускается. Другими словами, обучение позволило системе внедрить правила эволюционных ограничений на изменения в известных генах.

Итак, исследователи решили проверить, что произошло, когда Evo попросили вывести что-то новое. Для этого они использовали бактериальные токсины, которые обычно кодируются вместе с антитоксином, который удерживает клетку от самоуничтожения всякий раз, когда она активирует гены. Таких примеров существует множество, и они имеют тенденцию быстро развиваться как часть гонки вооружений между бактериями и их конкурентами. Итак, команда разработала токсин, который лишь слегка был связан с известными и не содержал известного антитоксина, и передала его последовательность Эво в качестве подсказки. И на этот раз они отфильтровали любые реакции, похожие на известные гены-антитоксины.