Team von Stanford und Arc Institute nutzt KI, um 16 lebensfähige synthetische Viren zu entwickeln, die in der Natur nicht vorkommen

KI erzeugt funktionale Virusgenome

Forscher der Stanford University und des Arc Institute in Palo Alto nutzten Genom-Sprachmodelle namens Evo 1 und Evo 2, um synthetische Bakteriophagen zu entwickeln – Viren, die nur Bakterien infizieren. Die Modelle wurden mit Billionen von Nukleotiden trainiert und zusätzlich mit etwa 15.000 Viren aus derselben Familie wie Phi X-174, einem winzigen Virus, das ausschließlich E. coli infiziert. Der Guardian berichtet, dass die Modelle auch mit genetischen Daten von 2 Millionen Bakteriophagen trainiert wurden. Genetischer Code für Viren, die Pflanzen, Menschen oder andere Tiere infizieren können, wurde absichtlich aus dem Training ausgeschlossen, um das Risiko der Entwicklung gefährlicher Krankheitserreger zu verringern. Die Arbeit wurde am Donnerstag, dem 6. August 2026, in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Die KI generierte rund 700.000 potenzielle Genome, aus denen das Team 285 Kandidaten (in anderen Berichten als „etwa 300“ oder „knapp 300“ beschrieben) für die Laborsynthese auswählte. Die DNA-Moleküle wurden in Bakterien eingeschleust, die den genetischen Code ablasen und die neuen Viren produzierten. Nur 16 erwiesen sich als lebensfähig, aber diese 16 waren mindestens so lebensfähig wie das natürliche Phi X-174, einige vermehrten sich sogar schneller. Ein Cocktail der KI-entworfenen Phagen überwand die Resistenz in zwei verschiedenen E. coli-Stämmen, was darauf hindeutet, dass es sich um mehr als grobe Nachahmungen natürlich vorkommender Viren handelte.

Medizinisches Potenzial

Brian Hie, Assistenzprofessor an der Stanford University und Projektleiter, bezeichnete die Arbeit als erste Demonstration, dass generative KI vollständige funktionale Genome erzeugen kann. Die Forscher wählten Phagen, weil sie klein, gut erforscht sind und breite Anwendungen in der Molekularbiologie und Therapie haben. Phagen werden manchmal anstelle von Antibiotika eingesetzt, um krankheitserregende Bakterien abzutöten, und KI könnte dazu beitragen, die Phagentherapie wiederzubeleben, während die Antibiotikaresistenz zunimmt.

Unsere Studie ist ein Proof of Concept, der erstmals zeigt, dass generatives Design vollständige funktionale Genome erzeugen kann.

Samuel King, ein weiteres Mitglied des Stanford-Teams, sagte, dass neu auftretende antibiotikaresistente Krankheitserreger innovative alternative Lösungen erfordern werden und dass die Phagentherapie eine solche Option sei. Adrian Woolfson, ein Genomik-Experte und Geschäftsführer des DNA-Syntheseunternehmens Genyro, nannte die Arbeit den Wright-Brüder-Moment der Biologie.

Es ist der Wright-Brüder-Moment der Biologie, in dem wir aufhören, uns über die Schulter zu schauen, was die Evolution geschaffen hat... und mit den unermesslichen Weiten zukünftiger biologischer Möglichkeiten konfrontiert werden.

Patrick Cai, ein synthetischer Biologe an der University of Manchester, der nicht an der Studie beteiligt war, nannte sie „einen wichtigen Meilenstein“. Hie fügte hinzu, dass der Ansatz auf größere Organismen wie Bakterien und dann auf komplexere Lebensformen ausgeweitet werden könnte.

Biosicherheits- und Governance-Bedenken

Tom Inglesby und Moritz Hanke vom Center for Health Security der Johns Hopkins University verfassten einen begleitenden Artikel in Science, in dem sie das Stanford-Team für seine Vorsichtsmaßnahmen lobten, aber warnten, dass die bestehenden Schutzmaßnahmen unzureichend seien.

Obwohl dies vielversprechend für Anwendungen in den Biowissenschaften ist, wirft es auch dringende Fragen der Biosicherheit und Biosecurity auf. Die Fähigkeit, Virusgenome mit generativer KI zu erstellen, existiert nun; die Governance, um sie sicher zu lenken, existiert nicht.

Die Forscher selbst forderten andere, die ganze Genome entwerfen, auf, während ihrer Projekte sowohl Sicherheits- als auch Schutzexperten zu konsultieren. Die Arbeit überschneidet sich auch mit den US-amerikanischen Regulierungsbemühungen. Die Trump-Administration erließ im Juli 2026 eine Richtlinie, die staatlich finanzierte „Gain-of-Function“-Forschung verbietet und eine verstärkte Überwachung von Projekten mit gefährlichen biologischen Wirkstoffen fordert, aber diese Richtlinie ging nicht speziell auf KI-gesteuerte Forschung ein. Am selben Tag, an dem die Studie veröffentlicht wurde, erklärte der Ausschuss von Senator Rand Paul Anthony Fauci für in contempt, weil er sich weigerte, Fragen von Abgeordneten zu beantworten, die die Ursprünge der COVID-19-Pandemie untersuchten. Die KI-entworfenen Viren stellen jedoch etwas völlig Neues dar und keine Manipulation natürlicher Krankheitserreger, was sie außerhalb der bestehenden Regulierungsrahmen für traditionelle Gain-of-Function-Forschung stellt. Die Biotechnologie in den USA wird durch ein Flickwerk von Gesetzen und Behörden reguliert, und Durchbrüche überholen die Regulierungsbehörden häufig.