Postęp AI w Wirusologii: Zidentyfikowano 70,500 Nowych Wirusów RNA

Nowe badanie opublikowane w piątek w Nature informuje, że naukowcy za pomocą sztucznej inteligencji zidentyfikowali 70 500 nowych wirusów RNA, wiele z nich żyje w ekstremalnych warunkach, takich jak solanki czy hydrotermalne kominowe.

Badanie to wykorzystuje technikę zwaną metagenomiką, która pozwala naukowcom analizować materiał genetyczny z różnych ekosystemów, bez konieczności hodowania poszczególnych wirusów w laboratorium.

Wirusy to drobne organizmy, które mogą infekować zwierzęta, rośliny i bakterie, jednak wiele z nich nadal pozostaje nieznanych. Artem Babaian, wirusolog komputerowy z Uniwersytetu w Toronto, wyjaśnia, że istnieje jeszcze nieskończona liczba nieodkrytych wirusów.

Artykuł zauważa, że identyfikacja tych wirusów jest ważna, ponieważ niektóre z nich mogą być powiązane z chorobami u ludzi, pomagając rzucać światło na niewyjaśnione choroby.

Poprzednie badania również wykorzystywały uczenie maszynowe do odkrywania nowych wirusów, ale to badanie idzie o krok dalej, uwzględniając przewidywane struktury białek w swojej analizie. Model SI użyty tutaj łączy dane sekwencjonowania genetycznego z narzędziem do przewidywania białek o nazwie ESMFold, które zostało opracowane przez Meta.

To badanie nawiązuje do niedawnego zdobycia Nagrody Nobla przez Google DeepMind’s AlphaFold, który dokonał znaczących postępów w przewidywaniu struktury białek.

Odkrywanie nowych wirusów RNA jest kluczowe, ponieważ te wirusy szybko się zmieniają, co utrudnia ich identyfikację. Badacze zazwyczaj szukają specyficznej części kodu genetycznego wirusa, która pomaga mu się replikować, zwanej RNA-zależną polimerazą RNA (RdRp). Jeśli kod genetyczny nowego wirusa znacznie różni się od tego, co już jest znane, może zostać przeoczony.

We wcześniejszych badaniach, Babaian i jego zespół przeanalizowali 5,7 miliona próbek genomowych dostępnych online, odkrywając prawie 132 000 nowych wirusów RNA w 2022 roku.

Obecne badania rozwijają ten temat, korzystając z modelu o nazwie LucaProt, opartego na architekturze transformacyjnej, podobnej do tej, która napędza narzędzia AI, takie jak ChatGPT. Dzięki temu modelowi naukowcy odkryli około 160 000 wirusów RNA, z czego prawie połowa nie była wcześniej udokumentowana.

To badanie ujawnia nowe obszary różnorodności wirusów RNA w skrajnych środowiskach. Jackie Mahar, ewolucyjny wirusolog z CSIRO Australian Centre for Disease Preparedness, podkreśla, że zrozumienie tych wirusów pomoże badaczom dowiedzieć się więcej o ich pochodzeniu i ewolucji.

Równolegle, Microsoft niedawno ogłosił innowacje w ramach swojej platformy zdrowotnej, podkreślając rolę AI w promowaniu medycyny. Ich nowe modele zdrowotne oparte na AI ułatwiają integrację i analizę różnych typów danych, w tym obrazowania medycznego i genomiki.

Zastosowanie AI w wirusologii otwiera drogę do zbadania ogromnej liczby wirusów, które nie zostały jeszcze zbadane, co potencjalnie prowadzi do ważnych odkryć zarówno dla zdrowia publicznego, jak i nauk środowiskowych.