LucaProt, łowca wirusów

Wykorzystując sztuczną inteligencję, naukowcy odkryli 161 979 nowych gatunków wirusów RNA.

To prawdziwy przełom. Badanie, które zostało opisane w najnowszym numerze „Cell”, przeprowadził międzynarodowy zespół naukowców.

Kierujący zespołem badawczym profesor Edward Holmes z Wydziału Medycyny i Zdrowia Uniwersytetu w Sydney, jest zdumiony skalą odkrycia.

To największa liczba nowych gatunków wirusów odkrytych w jednym badaniu. (…). Nasze metody można wykorzystać do odkrywania nowych bakterii i pasożytów – ocenia.

Wirusy RNA są często związane z chorobami ludzkimi, ale żyją również w ekstremalnych środowiskach na całym świecie, odgrywając istotną rolę w ekosystemach. Naukowcy odkryli je w atmosferze, gorących źródłach i kominach hydrotermalnych. Według Holmesa tak liczna ich obecność w tak ekstremalnych środowiskach dowodzi ich różnorodności i odporności.

Narzędzie sztucznej inteligencji, które przyczyniło się do tego odkrycia, nazywa się LucaProt. To algorytm głębokiego uczenia zdolny analizować ogromne ilości danych dotyczących sekwencji genetycznych.

Naukowcy „nakarmili” go sekwencjami o długości do 47 250 nukleotydów – takie genomy są zbyt duże i złożone, by można je było łatwo sklasyfikować tradycyjnymi metodami. Wiele z tych sekwencji znajdowało się już w publicznych bazach danych, ale uczeni nie potrafili ich zidentyfikować. Tworzyły to, co naukowcy nazywają „ciemną materią” – czyli sekwencje, których biologiczne role były nieznane.

LucaProt był w stanie wziąć tę ciemną materię i ją uporządkować, dając nam wreszcie wgląd w to, co te sekwencje reprezentują – wyjaśnia prof. Holmes.

Narzędzie AI zostało przeszkolone w zakresie identyfikacji wirusów RNA w oparciu o sekwencje i struktury drugorzędowe białek, których wszystkie wirusy RNA używają do replikacji. To drastycznie skróciło czas potrzebny na odkrycie nowych wirusów.

LucaProt to niezwykłe połączenie sztucznej inteligencji i wirusologii, krok w stronę zrewolucjonizowania badań biologicznych. Sztuczna inteligencja będzie odgrywać w przyszłości kluczową rolę w wirusologii i wielu innych dziedzinach biologii. Ulepszanie metody algorytmów sztucznej inteligencji pozwoli odkryć miliony nowych organizmów, a przez to lepiej rozumieć życie na Ziemi i skuteczniej radzić sobie z wieloma chorobami.

Zdjęcie zajawka: Adobe Stock