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原文作者：Microsoft Research
💡 思想碰撞：如何利用AI打造更具韧性的生物安全体系？——专访“释义计划”团队
在微软研究院播客《Ideas》中，我们深入探讨了驱动技术前沿的信念、思想启迪以及技术如何为人类带来积极影响。本期节目聚焦于一个至关重要的话题：人工智能（AI）在蛋白质设计领域的飞速发展，及其对全球生物安全构成的双重风险与应对之道。
AI技术被视为一把“双刃剑”，其向善的能力与潜在的滥用风险并存。在本期播客中，微软首席科学官 Eric Horvitz 邀请了来自微软、国际生物安全与生物技术科学倡议组织（IBBIS）和Twist Bioscience的专家，共同探讨在AI辅助蛋白质设计背景下，如何构建更具韧性的生物安全防御体系。
这些嘉宾——包括微软高级应用科学家 Bruce Wittmann、IBBIS 技术负责人 Tessa Alexanian，以及Twist Bioscience副总裁 James Diggans——共同参与了“释义计划 (Paraphrase Project)”。该跨领域团队成功展示了：利用AI工具设计出潜在的毒性蛋白质，并能绕过现有的生物安全筛选系统。该项目的成果催生了一次类似网络安全的应急响应，促使更强大的蛋白质筛选系统诞生，并改革了同行评审流程，对我们更广泛地思考和应对AI风险具有深远意义。这项突破性工作已发表于《科学》（Science）期刊。
Horvitz 总结道：“这个项目是我职业生涯中最引人入胜的经历之一，它融合了技术复杂性、伦理政策考量，以及跨行业、政府和非营利组织的卓越协作。它证明了，具备巨大潜力的AI工具也可能被滥用，这要求我们保持警惕、深思熟虑并富有创造力，以确保我们持续从AI中获益，同时避免代价高昂的误用。”
了解更多“释义计划”相关资料：
- 加强核酸生物安全筛选以应对生成式蛋白质设计工具
论文 | 2025年10月 - 迈向抗AI的核酸合成订单筛选：过程、结果与建议
预印本 | 2024年12月 - 释义计划：为合成生物学时代设计防御机制
微软研究院博客 | 2025年10月 - 当AI遇上生物学：潜力、风险与责任
微软研究院博客 | Eric Horvitz | 2025年10月 - 释义计划项目主页
专家访谈：揭示生物安全挑战的根源
AI与蛋白质设计的交汇点
Horvitz 强调，AI驱动的蛋白质设计是现代科学最激动人心的前沿领域之一，它有望在医学、公共卫生乃至材料科学领域带来突破。然而，在深入探讨潜力之前，需要理解基础知识。
Bruce Wittmann 解释了蛋白质的基本原理：
“从最基本的层面来说，蛋白质是生命的‘劳动力’。我们体内几乎所有的化学反应、细胞结构，任何生命过程，蛋白质都居于核心地位。蛋白质由氨基酸（共20种）构建而成，氨基酸的组合和顺序决定了蛋白质的序列。序列决定了蛋白质在细胞中折叠成的形状，而形状决定了它的功能。我们常说：序列决定结构，结构决定功能。”
Wittmann 指出，工程设计的挑战在于可能性是**天文数字**。“对于一个平均长度为300个氨基酸的蛋白质，其可能的组合数量是 $20^{300}$，这远超可观测宇宙中的粒子数（约 $10^{80}$）。蛋白质工程师的任务就是在这种可能性海洋中，找到那个能完成我们所需功能的蛋白质。”
从数字到现实：DNA合成的关键环节
随后，James Diggans 介绍了设计如何转化为实际产物：
“所有这些蛋白质的指令都编码在DNA中。如果你设计了一个蛋白质并想测试其功能，第一步就是**制造出编码该蛋白质的DNA**。Twist Bioscience 就是执行这一制造角色的公司。”
Diggans 接着提到，他们深知这些设计可能带来的风险：“但是，我们也意识到……”（内容被截断）
“零日漏洞”的发现与“释义计划”的诞生
Horvitz 回溯道，大约两年前，他和Bruce Wittmann发现了一个重大的生物安全漏洞：开源的AI蛋白质设计工具可以被用来**重新设计有毒蛋白质，使其序列能够绕过生物安全筛选系统**——这些系统本应识别并拦截可疑的DNA合成订单。
他们利用开源工具创建了一个AI流程，可以对氨基酸序列进行“释义（Paraphrase）”——即在尽量保留原有结构和功能的前提下，重组序列。这些“释义后”的序列能够欺骗DNA合成公司使用的筛选系统。
该发现被领域专家称为AI与生物安全领域的首个“零日漏洞（Zero Day）”。这标志着一项为期两年的深度协作的开始，旨在调查和解决这一挑战。
在James、Tessa、Bruce以及其他众多专家的协助下，跨部门团队构建了AI生物安全“红队演练（red-teaming）”方法，探测漏洞，并设计了实用的修复方案（补丁）。这些补丁现已与全球组织共享，以加强生物安全筛选的有效性。
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