קבוצת מחקר השתמשה בבינה מלאכותית כדי לזהות אלפי נגיפי RNA שלא היו ידועים בעבר. מודל ה-AI שפותח מבוסס על אותה ארכיטקטורה של Chat GPT.
הדבר הכי חשוב בקצרה
מדענים גילו כעת 70,500 סוגים לא ידועים של וירוסים באמצעות בינה מלאכותית.
בעתיד, יש לקוות שזה יאפשר לנו לאסוף מידע נוסף על מחלות מסתוריות.
הטכנולוגיה נועדה גם להשיג נתונים נוספים על נגיפי RNA שעדיין לא נחקרו הרבה.
השימוש בבינה מלאכותיתברפואה ובמחקר טומן בחובו פוטנציאל עצום. כעת צוות חוקרים השתמש בטכנולוגיית AI כדי לגלות למעלה מ-70,000 וירוסים שלא היו ידועים בעבר. רבים מהם אינם דומים למינים ידועים.
כפי שמדווח המגזין "Nature", תוך שהוא מצטט את המגזין "Cell", מחקרים אחרונים מראים כיצד מדעניםלמידת מכונהמשמש לחקר מבני חלבון חזויים. המדענים רואים את הפוטנציאל בשיטה החדשה עם AI"חומר אפל" של יקום וירוס ה-RNAלחקור.
כפי שאומר ארטם באבאיין, וירולוג מחשבים באוניברסיטת טורונטו בקנדהמספר מיני וירוסים שלא זוהו "בור ללא תחתית"- חלקם עלולים לגרום למחלה בבני אדם. לדברי הוירולוג, נחישותם יכולה לעזורלהסביר מחלות מסתוריות.
מחקר: יש טונות של וירוסים על מברשות שיניים
מודל הבינה המלאכותית מבוסס על כלי חיזוי חלבון הנקראESMFfold, שנוצרו על ידי חוקריםמטאפותחה (לשעבר פייסבוק). הם גילווירוסי RNAנעשו באמצעותמטאנומיקהמְזוּהֶה. גנומים נבדקים בבתי המחיה הטבעיים שלהם ואינם מעובדים.
התקדמות בחקר וירוסים באמצעות למידת מכונה
המדענים חיפשו 5.7 מיליון דגימות גנומיות ממאגרי מידע נגישים לציבור בשנת 2022. 132,000 נגיפי RNA חדשים זוהו. עם זאת, מכיוון שנגיפי RNA מתפתחים במהירות, השיטות הקיימות מחמיצות מינים רבים. לדוגמה, שיטה נפוצה כוללת אחתקטע של הגנוםלחפש את האחדחלבון מפתח מקודד לשכפול RNA- מה שנקרא RNA פולימראז תלוי RNA (RdRp). עם זאת, אם רצף זה שונה מאוד מכל הרצפים המוכרים, לא ניתן לזהות אותו.
שי מאנג, ביולוג אבולוציוני באוניברסיטת Sun Yat-sen בשנג'ן, סין, ומחבר שותף במחקר, פיתח את המודללוקה פרוט, שנמצא עלארכיטקטורת רשת עצבית שנאי,כמו גםצ'אט GPT, מבוסס. שי מאנג האכיל את הדוגמניתנתוני חיזוי חלבון ברצף וקיפול ESM. בקשרהוא אימן אותו לזהות RdRps ויראלי.לאחר מכן הוא השתמש בו כדי למצוא רצפים תואמים שקודדו לאנזימים הללו - מה שהיווה הוכחה לכך שהרצפים שייכים לנגיף.
שיטה זו אפשרה זאתלזהות למעלה מ-160,000 נגיפי RNA. בין מספר זה של וירוסים שזוהו, חלקם נחשפו לסביבות ארוכות וקיצוניות במיוחד, כמו מעיינות חמים, אגמי מלח או אפילו כמה שהיו מוטסים. כמחצית מהנגיפים הללו לא היו ידועים קודם לכן. הם מצאו "אזורים קטנים של מגוון ביולוגי של וירוס RNA שבאמתהרחק במרחבי המרחב האבולוציונישקרים", אומר וירולוג המחשבים Babaian.
מקווה לתובנות נוספות על "החומר האפל" של יקום וירוס ה-RNA
"זוהי גישה מבטיחה באמת להרחבת תחום הנגיף", אמר ג'קי מאהר, וירולוג אבולוציוני במרכז ה-CSIRO האוסטרלי למוכנות למחלות בג'ילונג. אפיון הנגיפים יכול לעזור למדעניםמקורם של מיקרואורגניזמיםלהבין ואיך זה מתפתח במארחים שוניםיש. עם כל וירוס שזוהה, קל יותר למצוא וירוסים דומים. "פתאום אתה יכול לראות דברים שפשוט לא ראית קודם לכן", אומר באבאיין, עם זאת, צוות המחקר לא הצליח לקבוע את המארחים של הנגיפים שהם גילו.
חוקרים מתעניינים במיוחד בשאלה האם אחד מהנגיפים החדשיםארכאיןנגוע. מדובר באורגניזמים חד-תאיים ללא גרעין תא, שנחשבו מאז 1977 לתחום חיים נפרד לצד חיידקים ואיקריוטים. באמצעות טכנולוגיה חדישה, אלה זוהו בכל המערכות האקולוגיות, כולל המעי האנושי. הם מבוססים על ניתוחים של המידע הגנטימבשרים אבולוציוניים של התאים שלנונסחר. עד כה, לא זוהו בבירור נגיפי RNA בארכאה.
לנגיפי RNA יש רק גדיל אחד של DNA והם מתרבים בדרך כלל מהר יותר מאשר סוגים אחרים של וירוסים. חלק מפתוגנים אלה מדביקים גם אנשים, כך לאחרונהנגיף קורונה, כמו גםשפעת, אבולה, הפטיטיס B וכלבת. עם זאת, וירוסים לא רק גורמים למחלות, אלא יש להם גם סיבות אחרותפונקציות במערכת האקולוגית, כפי שחושדים החוקרים.
על ידי חקר נגיפי RNA, מדענים מקווים שיוכלו להסיק מסקנות נוספות בעתיד לגבי אילו יצורים חיים יכולים להידבק בנגיף. עדיין מעט ידוע על תפקודם של נגיפי RNA ואיזה מחלות הם יכולים לגרום. עם יותר ידע, ניתן היה להעריך טוב יותר מגיפות עתידיות ולטפל בהן מראש.
מקורות בשימוש:
br.de: "וירוסים מהתקופה הפרהיסטורית - על מקורם של וירוסים ותפקידם באבולוציה של כל היצורים החיים"
welt.de: "אלפי נגיפי RNA מסתוריים שהתגלו במי ים"