Virussens oprindelse: Alphafold og kunstig intelligens giver svar
Virussens oprindelse: Alphafold og kunstig intelligens giver svar
Kunstig intelligens (AI) hjælper med at genskabe slægtstræet af vira. Forudsagte proteinstrukturer med alphafold "protein Login har dækket overraskende forbindelser i en familie af vira, der inficerer og opstår trusler.
En stor del af forskernes forståelse af viral evolution er baseret på det genindhold. Imidlertid er den lynhurtige udvikling af vira, især fra dem med RNA-genemen, og deres tendens til at anvende genetisk materiale fra andre organismer, som genetiske sekvenser kan skjule dybere og fjerne forhold mellem vira, der skal variere afhængigt af de undersøgte.
I modsætning hertil har de former eller strukturer af de proteiner, der er kodet af virale gener, en tendens til at ændre sig, hvilket gør det muligt at genkendes, at disse skjulte evolutionære forbindelser genkendes. Det var imidlertid ikke muligt at sammenligne proteinstrukturer på tværs af en hel virusfamilie, indtil værktøjer som Alphafold, som kan forudsige proteinstrukturer i stor skala, siger Joe Grove, en molekylær virolog ved University of Glasgow, Storbritannien.
In an article published this week in Nature
hvordan man trænger ind i vira
At forstå forskerne om udviklingen af flaviviruserne er hovedsageligt baseret på sekvenser af langsomt udviklende enzymer, der kopierer deres genetiske materiale. Imidlertid er det bemærkelsesværdigt lidt kendt om oprindelsen af de "virale indgang" -proteiner, der bruger flavivirus til at trænge ind i celler, og som bestemmer den vært, du kan inficere. Grove hævder, at dette vidensgap er udviklingen af en effektiv vaccine mod
"På sekvensniveau er tingene så divergerede, at vi ikke kan sige, om de er beslægtede eller ikke," siger han. "Gennembrudet i forudsigelsen af proteinstrukturer åbner hele spørgsmålet, og vi kan se tingene ganske tydeligt."
Forskerne brugte Alphafold2> href = "https://www.nature.com/articles/d41586-03539-1" data-track = "klik" Data-Label = "https://www.nature.com/articles/d41586-03539-1" Data-track-kategori-tekstlink "> esmfold, a struktur-
De forudsagte strukturer gjorde det muligt for forfatterne at identificere virale entrry-proteiner, hvis sekvenser adskiller sig meget fra dem, der er velkendt flavivirus. De fandt nogle uventede forbindelser. Virusgruppen, der omfatter hepatitis C, bruger et system til at inficere celler, der ligner pestivira - en gruppe, der inkluderer den klassiske svineinfluenza -virus, forårsager hæmoragisk feber i svin og andre dyrepatogene.
De AI-baserede sammenligninger viste, at dette inputsystem adskiller sig fra de mange andre flavivira. "Vi ved ikke, hvor dit inputsystem kommer fra for hepatitis C og hans pårørende. Det kunne have været opfundet," siger Grove.
De forudsagte strukturer viste også, at de velundersøgte indgangsproteiner fra Zika- og Dengue-vira har den samme oprindelse som dem fra de "mærkelige og vidunderlige" flavivirus med enorme genomer, herunder Haseki-tick-virus, som kan udløse feber hos mennesker. En anden stor overraskelse var opdagelsen af, at nogle flavivira har et enzym, der tilsyneladende blev stjålet af bakterier.
"Det ville være hidtil uset," siger virolog Mary Petrone fra University of Sydney, Australien, det ville ikke være for opdagelsen af sit team i år med et lignende tyveri med en særlig "mærkelig og vidunderlig" flavivirus kunst
David Moi, en computerstøttet biolog ved University of Lausanne, Schweiz, siger, at flavivirusundersøgelsen kun er toppen af isbjerget, og at de evolutionære historier fra andre vira og endda nogle cellulære organismer sandsynligvis fortælles med AI. ”Nu hvor vi kan tage et kig, skal alle disse ting få en lille opdatering,” siger han.
stjålet af bakterier
- >>
mifsud, J. C. et al. natur https://doi.org/10.1038/s41586-07899-8 (2024).
- >
Petrone, M. E. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 121 , E2403805121 (2024).