Vīrusu izcelsme: Alphafold un mākslīgais intelekts sniedz atbildes

Veröffentlicht:

Von:

Mākslīgais intelekts, piemēram, Alphafold, atklāj pārsteidzošu vīrusu izcelsmi un revolucionizē mūsu izpratni par vīrusu ģimenēm.
(Symbolbild/natur.wiki)
nature.com/lw767/magazine-assets/d41586-02970 w/d41586-02970 w_27690070707070.jpg? https://media.nature.com/lw319/magazine-assets/d41586-02970-w/d41586-02970-w_27690070.jpg?as=webp 319w "Sises" "(max-width) 319px, 100vw, 767px"> > Picture>>

Mākslīgais intelekts (AI) palīdz pārnest vīrusu ciltskoku. Prognozētās olbaltumvielu struktūras ar

Turpretī vīrusu gēnu kodēto olbaltumvielu formas vai struktūras mēdz mainīties, kas ļauj atpazīt šos slēptos evolūcijas savienojumus. Tomēr nebija iespējams salīdzināt olbaltumvielu struktūras visā vīrusu saimniecībā, līdz tādi rīki kā Alphafold, kas var paredzēt olbaltumvielu struktūras plašā mērogā, saka Džo Grove, Molekulārais vīramologs Glāzgovas universitātē, Lielbritānijā.

Rakstā, kas šonedēļ publicēts dabā 1 Parādiet strukturētas pieejas spēku starp flavivirusiem, kas veido hapatitit-c. patogēnas un sugas, kas varētu radīt jaunus draudus cilvēku veselībai.

Kā iekļūt vīrusos

Izpratne par pētniekiem par flavivīrusu attīstību galvenokārt balstās uz lēnām mainīgu enzīmu sekvencēm, kas kopē to ģenētisko materiālu. Tomēr ir ļoti maz zināms par "vīrusu ieejas" olbaltumvielu izcelsmi, kas šūnās izmanto flavivīrusu, un kuri nosaka saimnieku, kuru varat inficēt. Grove apgalvo, ka šī zināšanu atšķirība ir efektīvas vakcīnas attīstība pret hapatīts c. Katru gadu tūkstošiem cilvēku.

"Secības līmenī lietas ir tik atšķirīgas, ka mēs nevaram pateikt, vai tās ir saistītas vai nē," viņš saka. "Izrāviens olbaltumvielu struktūru prognozē paver visu jautājumu, un mēs lietas varam redzēt diezgan skaidri."

Pētnieki izmantoja Esmfold, a strukturāls- "https://www.nature.com/articles/d41586-022-03539-1" Data-Track " Data-label = "https://www.nature.com/articles/d41586-03539-1" Data-Track-Category = "Body Text Link"> Predictions tool, which was developed by the technologie Meta , for more than 33 000 prognozētās 458 flavivīrusa-spezies struktūras, lai radītu. ESMFOLD balstās uz balss modeli, kas tika apmācīts ar desmitiem miljonu olbaltumvielu secību. Pretstatā Alphafold, tā vietā ir nepieciešama tikai viena ievades secība, nevis sacīkstes ar vairākām līdzīgu olbaltumvielu sekvencēm, kas varētu būt īpaši noderīga noslēpumaino vīrusu izpētei.

Prognozētās struktūras ļāva autoriem identificēt vīrusu griezes olbaltumvielas, kuru secības ievērojami atšķiras no labi zināmā flavivīrusa secībām. Viņi atrada dažus negaidītus savienojumus. Vīrusu grupa, kas satur C hepatītu, izmanto sistēmu, lai inficētu šūnas, kas ir līdzīgas pestivīrusiem - grupa, kas ietver klasisko cūku gripas vīrusu, izraisa hemorāģisko drudzi cūkām un citu dzīvnieku patogēnu.

Uz AI balstīti salīdzinājumi parādīja, ka šī ieejas sistēma atšķiras no daudziem citiem flavivīrusiem. "Mēs nezinām, no kurienes nāk jūsu ievades sistēma C hepatīta un viņa radiniekiem. To varēja izgudrot," saka Grove.

nozagts ar baktērijām

Paredzētās struktūras arī parādīja, ka labi pārbaudītajiem Zika un Denge vīrusu ieejas olbaltumvielām ir tāda pati izcelsme kā "dīvainajiem un brīnišķīgajiem" flavivīrusiem ar milzīgiem genomiem, ieskaitot Haseki ērču vīrusu, kas cilvēkiem var izraisīt drudzi. Vēl viens liels pārsteigums bija atklājums, ka dažiem flavivīrusiem ir ferments, kuru acīmredzot nozaga baktērijas.

"Tas būtu nepieredzēts," saka virogologs Marija Petrone no Sidnejas universitātes, Austrālijā, viņas komanda šogad netiks atklāta līdzīga zādzība ar īpaši "dīvainu un brīnišķīgu" flavivīrusa mākslu

Deivids Moi, datorizēts biologs Lozannas universitātē, Šveicē, saka, ka flavivīrusa pētījums ir tikai aisberga augšdaļa un ka citu vīrusu evolūcijas stāsti un pat daži šūnu organismi, iespējams, tiek stāstīti ar AI. "Tagad, kad mēs varam apskatīt, visām šīm lietām ir jāsaņem neliels atjauninājums," viņš saka.