ИИ обнаружил в археях уникальные антибиотики — «археазины»

Открытие антибиотиков в археях с помощью глубокого обучения. Автор: Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-02061-0

Они выживали миллиарды лет в кипящей кислоте, гидротермальных источниках и солёных озёрах. Теперь древнейшие формы жизни на Земле — микроорганизмы под названием археи — предлагают новое оружие в борьбе с одной из самых острых угроз здоровью: устойчивостью к антибиотикам.

В исследовании, опубликованном в Nature Microbiology, учёные из Университета Пенсильвании использовали искусственный интеллект для обнаружения ранее неизвестных соединений в археях, которые могут стать основой для антибиотиков следующего поколения.

«Предыдущие поиски новых антибиотиков в основном сосредотачивались на грибах, бактериях и животных», — говорит Сесар де ла Фуэнте, ведущий автор исследования.

Его лаборатория ранее применяла ИИ-модели для поиска антибиотиков в неожиданных источниках — от ДНК вымерших организмов до токсинов животных. Теперь учёные обратились к новому массиву данных: белкам сотен древних микробов.

Исследование микробного фронтира

Археи, отличающиеся как от бактерий, так и от эукариот (к которым относятся растения, животные и грибы), занимают отдельную ветвь на древе жизни. Их уникальная биохимия позволяет им выживать в экстремальных условиях — от гидротермальных источников до горячих гейзеров Йеллоустоуна.

«Мы предположили, что если археи выживали миллиарды лет в таких условиях, возможно, они выработали уникальные способы борьбы с микробными конкурентами», — объясняет Марсело Торрес, соавтор исследования.

Поиск антибиотиков с помощью ИИ

Для анализа учёные использовали усовершенствованную версию ИИ-инструмента APEX, обученного распознавать антимикробные пептиды. Просканировав 233 вида архей, система выявила более 12 000 потенциальных антибиотиков, названных «археазинами». Их химическая структура отличается от известных антимикробных пептидов.

Из 80 протестированных археазинов 93% показали активность против устойчивых к лекарствам бактерий. Три соединения успешно испытали на животных моделях, и одно из них по эффективности сравнялось с полимиксином B — антибиотиком «последней линии обороны».

«Это только начало. Археи — одна из древнейших форм жизни, и они могут научить нас, как перехитрить современных патогенов», — говорит де ла Фуэнте.

В дальнейшем учёные планируют улучшить точность APEX и изучить долгосрочную безопасность археазинов для клинических испытаний.

Подробнее: Deep learning reveals antibiotics in the archaeal proteome, Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-02061-0