Umělá inteligence navrhla nové viry proti bakterii E. coli a urychlila vývoj budoucí léčby infekcí

SpektrumX Přehled je pravidelná zpravodajská sekce, která vychází každý den v 8 hodin ráno. Nabízí výběr nejzajímavějších událostí z domova i ze světa, a to nejen z posledních dnů, ale i z uplynulých týdnů a měsíců. Každé vydání je obohaceno o nejnovější dostupné informace, aby čtenář získal co nejúplnější a nejaktuálnější obraz.

Cílem této sekce je upozornit na témata, která mohla být přehlédnuta, dostala minimální mediální pozornost nebo zanikla v záplavě stále se opakujících zpráv o politice a válečných konfliktech. Přehled přináší unikátní informace, zajímavosti a souvislosti, které jinde často nenajdete. Každý text staví na ověřených faktech a širším kontextu, aby si čtenář odnesl nejen informaci, ale i hlubší porozumění a možná objevil něco, o čem dosud vůbec nevěděl.

Živě z vesmíru

Živý přenos z Mezinárodní vesmírné stanice nabízí pohled na Zemi z oběžné dráhy a záběry z práce astronautů mimo stanici. Kamera zachycuje detaily konstrukce ISS, pohyb astronautů během výstupu do volného prostoru a proměny planety pod nimi. Divák sleduje autentické záběry z prostředí, kde panuje ticho, vakuum a neustálý pohyb po oběžné dráze. Přenos ukazuje technickou přesnost práce astronautů i jedinečnou perspektivu na Zemi z výšky přibližně čtyři sta kilometrů. Záběry pocházejí z oficiálních zdrojů NASA a slouží k popularizaci kosmonautiky, vzdělávání a přiblížení skutečné práce na palubě ISS

Živý přenos: Los Angeles z Venice Beach

Nepřetržitý živý přenos z Venice Beach v Los Angeles zachycuje aktuální dění na pobřeží, pohyb návštěvníků a atmosféru ikonické promenády. Kamera je umístěna u Venice V Hotelu a nabízí stabilní výhled na pláž i okolní ruch v reálném čase. Záběr zároveň ukazuje proměny světla a počasí během dne, díky čemuž působí jako vizuální okno přímo na kalifornské pobřeží. Díky stabilnímu umístění kamery je možné sledovat i jemné detaily každodenního života na pláži, které dotvářejí autentickou atmosféru místa.

Stream umístěný v severní části Dánska

Sledujete nepřetržitý živý přenos z lesa, kde kamery tiše pozorují divokou přírodu v jejím přirozeném prostředí. Záběry zachycují proměny dne a noci, počasí, zvuky lesa i nenápadné pohyby zvířat, která byste jinak nikdy neviděli tak zblízka a v takové přirozenosti. Tento stream nabízí klidnou, autentickou podívanou, která spojuje relaxaci, pozorování přírody a možnost na chvíli zpomalit od každodenního shonu.

 Živě z New Yorku: Times Square a panorama

Živý přenos nabízí nepřetržitý pohled na New York, město, které nikdy nespí. Kamera střídá Times Square, panorama World Trade Center, Midtown Manhattan, Central Park i vzdálený výhled na Sochu Svobody. Stream zachycuje atmosféru města v reálném čase – ruch ulic, dopravu na mostech a dálnicích, proměny světel i počasí během dne i noci. Je to přímý kontakt s energií New Yorku, který můžete sledovat kdykoli.

Živě z celého světa: metropole, příroda a ikonická místa planety

Tento živý přenos nabízí nepřetržitý pohled na svět prostřednictvím kamer umístěných v nejznámějších městech a přírodních lokalitách. Stream střídá rušné metropole, klidné pobřeží, horské oblasti i ikonické památky. Záběry doprovází jemná chill hudba, která vytváří příjemnou atmosféru pro sledování počasí, denních změn i nočního života různých částí planety.

Mezi nejdůležitější lokace patří:

  • New York City – panorama mrakodrapů, městský ruch, proměny světel.

  • Paříž – výhledy na historické centrum a atmosféru evropské metropole.

  • Tokio – dynamické ulice, neonové čtvrti a typický městský pohyb.

  • Londýn – ikonické mosty, řeka Temže a městské dominanty.

  • Dubaj – moderní skyline, přístav a futuristická architektura.

  • Pobřeží Středozemního moře – pláže, přístavy a klidné přírodní scenérie.

  • Horské oblasti Evropy a Ameriky – timelapse záběry počasí, mraků a krajiny.

Stream tak spojuje cestování, relaxační hudbu a živé pohledy na svět, které se mění v reálném čase. Je to ideální okno do různých koutů planety, dostupné kdykoli.

Umělá inteligence navrhla nové viry proti bakterii E. coli a urychlila vývoj budoucí léčby infekcí


Vědci ze Stanford University představili významný krok ve vývoji nových způsobů léčby bakteriálních infekcí. Tým vedený chemickým inženýrem Brianem Hiem využil generativní model umělé inteligence Evo 2, který je vycvičen na rozsáhlém množství genetických dat a dokáže navrhovat zcela nové sekvence DNA. Výzkumníci se zaměřili na bakteriofágy, tedy viry, které napadají a ničí bakterie. V budoucnu by mohly pomoci při léčbě infekcí odolných vůči antibiotikům. Jako výchozí vzor posloužil bakteriofág ΦX174, jehož genom obsahuje méně než 6 000 párů bází DNA. Umělá inteligence dostala pouze krátký úsek jeho genetické informace a následně sama vytvořila tisíce návrhů nových genomů. Vědci zdůraznili, že model navrhl celé genomy v jediném kroku bez ručních zásahů a dodatečných úprav. Na základě těchto návrhů následně syntetizovali téměř 300 nových bakteriofágů a ověřovali jejich účinnost proti bakterii E. coli. Testy ukázaly, že 16 z nich dosahovalo mimořádně dobrých výsledků a některé překonaly i přirozený bakteriofág ΦX174.

Umělá inteligence překonala bakteriální odolnost a navrhla funkční nové viry

Zájem o podobný výzkum souvisí s narůstajícím problémem bakteriální odolnosti vůči antibiotikům. Bakterie se postupně přizpůsobují léčbě a léky, které byly dříve účinné, časem ztrácejí schopnost infekce spolehlivě potlačovat. Podle Briana Hieho představuje slabinu mnoha podobných přístupů situace, kdy léčba využívá pouze jeden typ bakteriofága. Pokud si bakterie vytvoří obranu proti jedinému viru, účinnost léčby prudce klesá. Řešením mohou být směsi geneticky odlišných bakteriofágů, které bakteriím výrazně komplikují vznik odolnosti. Vědci ve studii ukázali, že koktejl 16 nově vytvořených bakteriofágů dokázal překonat odolnost bakterií E. coli vůči původnímu ΦX174. Právě schopnost kombinovat více odlišných virů by mohla vést k vývoji léčby, vůči níž se bakteriím bude mnohem obtížněji přizpůsobovat. Autoři proto považují svůj výsledek za důležitý důkaz, že umělá inteligence může navrhovat biologické systémy využitelné v boji s antibiotickou rezistencí. 

Převést návrhy umělé inteligence do reálných organismů však nebylo jednoduché. Hlavním autorem studie byl doktorand bioinženýrství Samuel King, který vytvořil výpočetní systém pro hodnocení tisíců navržených genomů a výběr nejslibnějších kandidátů. Proces zahrnoval generování genomů pomocí modelu Evo 2, jejich počítačové vyhodnocení, chemickou syntézu DNA a následné laboratorní testování. Vzhledem k tomu, že výroba syntetické DNA zůstává nákladná, umožnil tento postup zaměřit se pouze na varianty s nejvyšší šancí na úspěch. Výsledky jsou podle autorů jedním z nejpřesvědčivějších dosavadních důkazů, že návrhy vytvořené umělou inteligencí mohou fungovat jako skutečné biologické organismy v laboratorních podmínkách. Tvůrci proto model zpřístupnili zdarma jako otevřený software pro vědeckou komunitu. Současně upozorňují, že bezpečnostní kontroly lze do podobných systémů zabudovat, zatímco přirozený vývoj nebezpečných mikroorganismů žádné takové omezení nemá. Brian Hie nyní spolupracuje s dalšími vědci na využití modelu také pro složitější genomy, které by v budoucnu mohly pomoci při vývoji užitečných mikrobů produkujících chemické látky, léčiva nebo paliva.

Brian Hie a Aditi Merchant zkoumají strukturu bílkoviny navrženou modelem Evo 2. Některé bakteriofágy vytvořené umělou inteligencí v laboratorních testech úspěšně zasáhly bakterii E. coli. Foto: Stanford Engineering.

Výzkum podpořily organizace Arc Institute, National Science Foundation, Knight-Hennessy Graduate Scholarship Fund, Fannie and John Hertz Foundation a Stanford Institute for Human-Centered AI. Na studii se podíleli také vědci ze Stanford University, Broad Institute of MIT and Harvard a Memorial Sloan Kettering Cancer Center. Výsledky naznačují, že umělá inteligence může výrazně urychlit návrh nových biologických řešení a rozšířit možnosti vývoje budoucí léčby bakteriálních infekcí.

Zdroj: Stanford University / Ilustrace: Unsplash, Stanford University

Další zajímavé články

Molekulární slabina alergií odhalena. Vědci našli způsob, jak zastavit reakci ještě před jejím vznikem

Nové poznatky o regeneraci kůže přináší výzkum z Kyoto University

Vakcína proti pásovému oparu může chránit i srdce. Nová studie ukazuje překvapivý přínos

Univerzální vakcína na respirační choroby