Pochodzenie wirusów: Alphafold i sztuczna inteligencja zapewniają odpowiedzi

Veröffentlicht:

Von:

Künstliche Intelligenz, wie AlphaFold, deckt überraschende Ursprünge von Viren auf und revolutioniert unser Verständnis der Virusfamilien.
Sztuczna inteligencja, taka jak Alphafold, ujawnia zaskakujące pochodzenie wirusów i rewolucjonizuje nasze rozumienie rodzin wirusów. (Symbolbild/natur.wiki)
<źródło type = "image/webp" srcset = "https://media.nature.com/lw767/magazine-assets/d41586-02970 w/d41586-02970 w_2769007070707070.jpg? https://media.nature.com/lw319/magazine-assets/d41586-02970-w/d41586-02970-w_27690070.jpg?as=WEBP 319W „SISS =” (Max-Width) 319px, 100VW, 767px "> Sztuczna inteligencja (AI) pomaga ponownie wyciągnąć drzewo genealogiczne wirusów. Przewidywane struktury białkowe, z vireale evolution jest oparta na porównaniu Genomes. Jednak błyskawiczna ewolucja wirusów, w szczególności od osób z genami RNA, i ich tendencję do przyjmowania materiału genetycznego z innych organizmów, że sekwencje genetyczne mogą ukrywać głębsze i odległe relacje między wirusami, które mają się różnić w zależności od zbadanego.

Natomiast kształty lub struktury białek kodowanych przez geny wirusowe mają tendencję do zmiany, co umożliwia rozpoznanie tych ukrytych połączeń ewolucyjnych. Jednak nie było możliwe porównywanie struktur białkowych w całej rodzinie wirusa, dopóki narzędzia takie jak Alphafold, które mogą przewidzieć struktury białkowe na dużą skalę, mówi Joe Grove, wirusolog molekularny na University of Glasgow w Wielkiej Brytanii.

W artykule opublikowanym w tym tygodniu w nature

1 Pokazuj moc strukturalnych podejść opartych na strukturze spośród grupy Flaviviruses-A, która obejmuje zapalenie hepat-zapalenie, dengue i ziKa wirus jako dobrze, jak to znaczne, jako których ważna jest jakaś, jaka znaczenie, jaka jest jakaś, jakaś, jaka znaczenie, jaka jest jakaś, jakaś, jakaś, jaka. Patogenne i gatunki, które mogą reprezentować nowe zagrożenia dla zdrowia ludzkiego.

Jak penetrować wirusy

Zrozumienie badaczy na temat ewolucji flawiwirusów opiera się głównie na sekwencjach powoli rozwijających się enzymów, które kopiują ich materiał genetyczny. Jednak niezwykle niewiele wiadomo na temat początków białek „wirusowego wejścia”, które wykorzystują flawiwirus do penetracji komórek i określając gospodarza, którego możesz zarazić. Grove twierdzi, że ta luka wiedzy jest rozwojem skutecznej szczepionki przeciwko https c- z tysięcy ludzi każdego roku.

„Na poziomie sekwencji rzeczy są tak rozbieżne, że nie możemy powiedzieć, czy są powiązane, czy nie” - mówi. „Przełom w przewidywaniu struktur białkowych otwiera całe pytanie i możemy zobaczyć rzeczy całkiem wyraźnie”.

Naukowcy używali esmfold, a < „https://www.nature.com/articles/d41586-022-03539-1” Data-Track ”data-Label =" https://www.nature.com/articles/d41586-03539-1 "Data-Track-Category =" link tekstu body " Przewidywane struktury 458 flawiwirus-spezies do wygenerowania. Esmfold opiera się na modelu głosowym, który został przeszkolony z dziesiątkami milionów sekwencji białkowych. W przeciwieństwie do Alphafold, wymaga tylko jednej sekwencji wejściowej zamiast ścigania się na kilku sekwencjach podobnych białek, co może sprawić, że jest to szczególnie przydatne do badania tajemniczych wirusów.

<źródło type = "image/webp" srcset = "https://media.nature.com/lw767/magazine-assets/d41586-02970 w/d41586-02970 W_27690182.jpg? As = WebP 767w, As = WebP 767w, AS https://media.nature.com/lw319/magazine-assets/d41586-02970 w/D41586-02970-W_27690182.JPG? AS = WebP 319W „SIES =” (Max-Width) 319px, 1023px) 100vw, 767px "> Przewidywane struktury umożliwiły autorom zidentyfikowanie wirusowych białek entryjnych, których sekwencje różnią się znacznie od sekwencji znanego flawiwirusa. Znaleźli nieoczekiwane połączenia. Grupa wirusa, która zawiera zapalenie wątroby typu C, wykorzystuje układ do infekowania komórek podobnych do pestiwirusów - grupy obejmującej klasyczny wirus świńskiej grypy, powoduje gorączkę krwotoczną u świń i inne patogenne zwierzęta.

Porównania oparte na AI wykazały, że ten system wejściowy różni się od wielu innych flawiwirusów. „Nie wiemy, skąd pochodzi twój system wejściowy dla wirusowego zapalenia wątroby typu C i jego krewnych. Można go wynaleźć” - mówi Grove.

skradzione przez bakterie

Przewidywane struktury wykazały również, że dobrze przesłuchane białka wejściowe wirusów Zika i dengi mają takie same pochodzenie jak „dziwne i cudowne” flawiwirusy z ogromnymi genomami, w tym wirus kleszczy Haseki, które mogą wywołać gorączkę u ludzi. Kolejną wielką niespodzianką było odkrycie, że niektóre flawiwirusy mają enzym, który najwyraźniej został skradziony przez bakterie.

„To byłoby niespotykane”-mówi Virolog Mary Petrone z University of Sydney w Australii, nie byłoby to odkrycie jej zespołu w tym roku podobnej kradzieży ze szczególnie „dziwną i cudowną” Flavivirus Art . „Piractwo genetyczne mogło odegrać większą rolę w ewolucji flawiwirusa niż wcześniej sądzono” - dodaje.

David Moi, biolog wspierany komputerowo z University of Lozanne w Szwajcarii, mówi, że badanie Flawiwirusa jest tylko szczytem góry lodowej i że ewolucyjne historie o innych wirusach, a nawet niektórych organizmach komórkowych są prawdopodobnie opowiadane z AI. „Teraz, gdy możemy spojrzeć, wszystkie te rzeczy muszą uzyskać małą aktualizację” - mówi.