Штучний інтелект і археї: як вчені з Пенсильванії відкрили тисячі потенційних антибіотиків у древніх мікробах
У 2025 році команда науковців з Університету Пенсильванії здійснила прорив у пошуку нових антибіотиків. За допомогою штучного інтелекту дослідники виявили понад 12 тисяч унікальних сполук у давніх мікроорганізмах, які можуть допомогти у боротьбі з бактеріями, стійкими до ліків. Ці відкриття відкривають новий напрямок у глобальній боротьбі з антимікробною резистентністю однією з ключових загроз для охорони здоров’я XXI століття.
Дослідження провела лабораторія Сесара де ла Фуенте, відомого вченого в галузі синтетичної біології. Разом із колегами він створив штучний інтелект APEX 1.1 систему, здатну аналізувати протеїни мікроорганізмів і прогнозувати, які з них мають антимікробну активність. Це не перший проєкт лабораторії, але саме ця розробка дозволила вперше звернути увагу на особливу групу мікроорганізмів архей.
Археї це давні одноклітинні організми, які не належать ані до бактерій, ані до еукаріот (рослин, тварин або грибів). Вони мають унікальну структуру клітинних мембран і здатні виживати в екстремальних умовах: у гідротермальних джерелах, на дні океану, в умовах високої кислотності чи температури. Саме тому вчені вирішили перевірити, чи не виробили ці мікроорганізми унікальні механізми захисту в процесі еволюції.
Марсело Торрес, один з авторів дослідження, зазначив:
“Археї зацікавили нас тим, що для виживання в екстремальних умовах вони виробили унікальні біохімічні механізми захисту. Ми хотіли з’ясувати, чи ці механізми можуть бути використані для боротьби з бактеріями, які не реагують на сучасні антибіотики.”
Що таке археазини і чому це важливо
Штучний інтелект APEX проаналізував 233 види архей і виявив 12 603 потенційних антимікробних пептиди короткі білкові молекули, які отримали назву археазини (archaeasins). Ці молекули відрізнялися від уже відомих антимікробних сполук не лише за структурою, а й за розподілом електричних зарядів, що може впливати на їхню здатність проникати через клітинні оболонки патогенних бактерій.
Знайдені пептиди були синтезовані в лабораторії та перевірені на активність. 80 зразків протестували проти одного з найнебезпечніших лікарняних патогенів Acinetobacter baumannii, відомого своєю стійкістю до більшості антибіотиків.
Результати вразили: 93% археазинів виявили антимікробну активність, а три з них були обрані для подальших досліджень на тваринах.
Через чотири дні після введення в організм мишей, усі три пептиди повністю зупинили ріст бактерії. Один з них archaeasin-73 продемонстрував аналогічну ефективність до поліміксину B, одного з найсильніших антибіотиків, який використовують як крайній засіб у разі невдачі традиційного лікування.
Це важливо, оскільки сучасна медицина стикається з проблемою, коли збудники інфекцій стають стійкими навіть до «антибіотиків останньої лінії». Нові сполуки з архей можуть стати альтернативою в таких випадках.
Що далі?
Попереду ще багато досліджень. Як зазначають автори, наступним кроком буде:
- вдосконалення моделі APEX, щоб вона могла не лише виявляти відомі пептиди, а й передбачати нові за структурними ознаками;
- аналіз довготривалої дії археазинів;
- оцінка їхньої токсичності для людського організму;
- потенційне проведення клінічних випробувань на людях.
Команда де ла Фуенте також розраховує, що подібний підхід можна буде масштабувати на інші класи мікроорганізмів не лише архей, а й водорості, ґрунтові бактерії, симбіотичні мікроби тощо.
Чому це відкриття має значення вже сьогодні
Цей проєкт не лише демонструє нові можливості у пошуку ліків він показує, як штучний інтелект може змінити саму логіку наукового відкриття. Раніше пошук нових антибіотиків тривав роками, і часто завершувався безуспішно. Тепер машина аналізує тисячі біомолекул за лічені години, відбирає найперспективніші й прогнозує їхню дію з високою точністю.
З огляду на темпи поширення антибіотикорезистентності, це вже не питання майбутнього. Це виклик сьогодення.
І хоча шлях до створення нового класу ліків буде довгим, завдяки археазинам світ отримав нову надію на боротьбу з невиліковними інфекціями і зробив ще один крок у бік медицини майбутнього.
About the Author
Читати також:
Штучний інтелект і ринок праці: які професії зникнуть, які з’являться і як адаптуватися до змін 
Штучний інтелект у грі за Україну: як збірна бачить те, чого не бачить ніхто 
Органоїдний інтелект: наукова межа чи початок нової епохи в штучному розумі? 
Чому влітку 2025 водії в Україні почали отримувати штрафи до 25 тисяч
