O modelo de linguagem genômica Evo2 foi utilizado para criar sequências genômicas completas, incluindo uma baseada na bactéria Mycoplasma genitalium. A pesquisa foi publicada na revista cienntífica Nature. De acordo com os cientistas, os projetos representam um passo inicial rumo à criação de vida microbiana gerada por inteligência artificial.
Brian Hie, biólogo computacional do Arc Institute em Palo Alto, Califórnia, e Patrick Hsu, bioengenheiro da mesma instituição, lideraram a equipe que desenvolveu os genomas. Os projetos incluíram uma sequência inspirada no genoma da bactéria M. genitalium, genomas de mitocôndrias humanas e um cromossomo de levedura. O modelo foi treinado com trilhões de informações de DNA de organismos diversos.
Avanço em relação a trabalhos anteriores
A tecnologia representa um avanço em relação a trabalhos prévios que se limitavam a modificações pontuais em genomas existentes. Patrick Yizhi Cai, engenheiro de genomas da Universidade de Manchester no Reino Unido, comparou esforços anteriores de escrita de genomas a ajustes menores, equivalentes a editar um capítulo de um livro existente ou remover todas as vírgulas.
“Esses modelos de IA são o ‘momento ChatGPT’ para a genômica sintética”, declarou. “Você pode começar a escrever coisas que nunca existiram na natureza”, acrescentou.
Cai participa de um projeto quase concluído para reescrever o genoma da levedura de padeiro (Saccharomyces cerevisiae). Além disso, outro trabalho recodificou o genoma da bactéria Escherichia coli em aproximadamente 20.000 localizações, dispensando 3 dos 64 códons que especificam instruções para proteínas.
Resultados dos testes com vírus bacteriófagos
Em 2025, Hie e colegas utilizaram modelos Evo para escrever genomas de vírus bacteriófagos. Os genomas de fagos tinham vários milhares de letras de DNA, codificando um punhado de genes. Pesquisadores inseriram instruções genéticas em células de E. coli.
Dos 285 projetos testados, 16 produziram vírus funcionais capazes de matar bactérias.
Previsões computacionais sugeriram que aproximadamente 70% dos genes nas sequências inspiradas em M. genitalium pareciam realistas. Nico Claassens, biólogo sintético da Universidade de Wageningen na Holanda, explicou que se mesmo um gene essencial estiver faltando ou mal modelado, o genoma não funcionaria dentro de uma célula. “Você não pode projetar vida 70%. Você pode fazer isso em um computador, mas não será funcional”, disse.
Desafios para criação de vida sintética funcional
Permanece incerto se os genomas projetados por IA funcionarão efetivamente dentro de células vivas. Maciej Wiatrak, cientista de aprendizado de máquina da Universidade de Cambridge no Reino Unido, desenvolveu outra ferramenta de IA chamada Bacformer capaz de gerar genomas bacterianos.
Ele observou que mesmo se todos os genes essenciais estiverem incluídos, a ordem dos genes pode determinar o sucesso ou fracasso de um projeto. “avaliar se seu genoma parece correto e funciona corretamente são duas coisas diferentes”, afirmou.
A necessidade de sintetizar e testar genomas gerados por IA em escala representa um obstáculo importante. Também não está claro se é possível projetar genomas capazes de direcionar todas as funções essenciais mesmo das formas de vida mais simples.
“É legal, mas ainda não chegou lá”, afirmou Claassens. Cientistas que trabalham há mais de uma década para projetar genomas do zero afirmam que esse objetivo, antes audacioso, agora parece tangível.
Histórico da genômica sintética
O primeiro genoma sintético de um organismo vivo ficou conhecido publicamente em 2008. Pesquisadores sintetizaram quimicamente o genoma de 580.000 nucleotídeos da bactéria Mycoplasma genitalium. Trabalhos subsequentes “reiniciaram” tais genomas em células, criando o que cientistas afirmaram ser o primeiro exemplo de vida sintética.
Outros trabalhos relacionados à genômica sintética estão sendo desenvolvidos na Universidade de Manchester no Reino Unido, na Universidade de Wageningen na Holanda e na Universidade de Cambridge no Reino Unido.
