Los científicos utilizan un modelo de lenguaje para 'imaginar' y sintetizar organismos biológicos inéditos que superan a sus homólogos naturales
Representación artística de la fusión entre el código biológico de un virus y el código digital de una inteligencia artificial. La IA es ahora capaz de diseñar y 'escribir' los genomas completos de nuevos organismos funcionales. / IA/T21
EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
Madrid 22 SEPT 2025
Por primera vez, un equipo de científicos ha delegado en una inteligencia artificial la tarea no solo de diseñar, sino de crear desde la nada el genoma completo de un virus viable. El resultado es una nueva forma de vida sintética que, en algunos aspectos, ya supera a la propia evolución, inaugurando una nueva era en la medicina y la biología.
Un equipo de científicos ha logrado por primera vez utilizar una IA para diseñar y crear desde cero genomas completos de virus que no solo son viables, sino que en algunos aspectos superan a sus homólogos naturales.
Hasta ahora, diseñar un genoma completo ha resultado un desafío casi insuperable. Un genoma no es una simple lista de genes, sino un sistema complejo y orquestado donde miles de componentes —genes, secuencias reguladoras e interacciones sutiles— deben funcionar en perfecta armonía. Un solo error en esta delicada sinfonía genética puede hacer que el organismo sea inviable.
Comprensión artificial de la vida biológica
Sin embargo, un equipo de investigación del Arc Institute y la Universidad de Stanford ha demostrado que los modelos de lenguaje genómico, como sus sistemas de IA Evo 1 y Evo 2, pueden aprender las reglas subyacentes de la evolución biológica para componer secuencias genómicas funcionales que la naturaleza aún no ha producido, tal como explican en un artículo publicado en BioRxiv.
Para ello se valieron del bacteriófago φX174, un virus que infecta a la bacteria Escherichia coli. Este fago fue el primer organismo con genoma de ADN en ser secuenciado en la historia. Los investigadores entrenaron a sus modelos de IA con una vasta base de datos de secuencias genómicas virales, especializándolos en la "gramática" específica de la familia de fagos a la que pertenece φX174.
Una vez entrenada, a la IA se le encomendó la tarea de generar genomas completamente nuevos, pero con ciertas reglas: debían ser realistas en su arquitectura, mantener la capacidad de infectar a su huésped específico (tropismo) y, al mismo tiempo, ser evolutivamente novedosos.
De los miles de diseños propuestos por la IA, el equipo seleccionó alrededor de 300 candidatos, sintetizó su ADN en el laboratorio y los introdujo en bacterias para ver si estos virus artificiales "cobraban vida".
Nueva especie de virus
Los investigadores observaron que un total de 16 de los virus diseñados por la IA resultaron ser funcionales, capaces de replicarse y de destruir las bacterias huésped, tal como hacen los fagos funcionales. Asimismo, mostraron cientos de mutaciones que los distinguieron de cualquier virus conocido. De hecho, uno de los genomas generados, bautizado como Evo-2147, era tan distinto a su pariente natural más cercano que, según los criterios biológicos actuales, podría clasificarse como una nueva especie de virus.
Algunos de estos fagos sintéticos demostraron incluso ser superiores a su plantilla natural. En competiciones directas, varios fagos generados por la IA, como el Evo-69, superaron consistentemente al fago φX174, mostrando una mayor "aptitud" biológica al replicarse con más eficacia. Otros, como el Evo-2483, exhibieron una capacidad lítica significativamente más rápida, destruyendo las poblaciones bacterianas en menos tiempo que el virus natural.
Venciendo resistencia bacteriana
Quizás la demostración más importante de su potencial fue en la lucha contra la resistencia bacteriana a los antibióticos, uno de los mayores desafíos de la medicina moderna. Los científicos cultivaron cepas de E. coli resistentes al fago φX174. Cuando intentaron combatir estas bacterias con el fago natural, este fracasó por completo.
Sin embargo, un "cóctel" compuesto por los diversos fagos diseñado por la IA logró superar la resistencia de las bacterias en tan solo unos pocos días de exposición. Esto se debió a que la diversidad genética creada por la IA permitió que los fagos evolucionaran rápidamente mediante recombinación, generando nuevas variantes capaces de infectar a las bacterias resistentes.
Soluciones biológicas
El estudio también reveló la capacidad de la IA para descubrir soluciones biológicas complejas e inesperadas. Por ejemplo, el fago Evo-36 incorporó una proteína de un pariente viral muy lejano, una modificación que en experimentos previos realizados por humanos había demostrado ser letal para el virus.
Sin embargo, la IA logró integrar esta proteína en un nuevo contexto genómico que la hizo funcional, demostrando una comprensión de la coevolución estructural que va más allá del conocimiento humano actual.
¿Y la bioseguridad?
Este trabajo establece un marco para el diseño de sistemas biológicos complejos y dirigidos, por lo que los investigadores señalan la importancia de la bioseguridad, destacando que llevaron a cabo sus experimentos en un sistema seguro (virus que no afectan a humanos) y que sus modelos de IA fueron entrenados deliberadamente para eliminar patógenos humanos. Añaden que, de momento, el modelo Evo por sí solo aún no es suficiente para diseñar y generar virus sin la intervención, la guía y el filtrado del equipo, añade la revista Nature.
Esto significa que, si bien el protocolo actual garantiza la bioseguridad, no elimina la preocupación ética subyacente sobre el posible uso malintencionado de estas tecnologías en el futuro.
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Referencia
Generative design of novel bacteriophages with genome language models. Samuel H. King, et al. BioRxiv 2025. DOI:https://doi.org/10.1101/2025.09.12.675911
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Fuente:
