Origem dos vírus: alfafold e inteligência artificial fornecem respostas

A inteligência artificial, como o Alphafold, revela origens surpreendentes de vírus e revoluciona nossa compreensão das famílias de vírus.
(Symbolbild/natur.wiki)

Origem dos vírus: alfafold e inteligência artificial fornecem respostas

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A inteligência artificial (AI) ajuda a re -tirar a árvore genealógica dos vírus. Estruturas de proteínas previstas, com

Uma grande parte do entendimento dos cientistas sobre No entanto, a evolução rápida dos vírus, em particular daqueles com RNA Generen, e sua tendência a adotar material genético de outros organismos que as seqüências genéticas podem ocultar relações mais profundas e distantes entre vírus que devem variar dependendo do examinado.

Por outro lado, as formas ou estruturas das proteínas codificadas por genes virais tendem a mudar, o que permite que essas conexões evolutivas ocultas sejam reconhecidas. No entanto, não foi possível comparar estruturas de proteínas em toda uma família de vírus até ferramentas como Alphafold, que podem prever estruturas de proteínas em larga escala, diz Joe Grove, virologista molecular da Universidade de Glasgow, Grã -Bretanha.

Em um artigo publicado esta semana em Nature 1

mostram o poder de um gestão de flaviviros-ancos que inclui o grupo de flaviviS-- Patogênico e espécies que poderiam representar ameaças emergentes à saúde humana.

Como penetrar em vírus

Compreender os pesquisadores sobre a evolução dos flavivírus é baseado principalmente em sequências de enzimas em evolução lenta que copiam seu material genético. No entanto, é notavelmente pouco conhecido sobre as origens das proteínas de "entrada viral" que usam flavivírus para penetrar nas células e que determinam o hospedeiro que você pode infectar. Grove argumenta que essa lacuna de conhecimento é o desenvolvimento de uma vacina eficaz contra

"No nível da sequência, as coisas são tão divergentes que não podemos dizer se estão relacionadas ou não", diz ele. "O avanço na previsão de estruturas de proteínas abre toda a questão e podemos ver as coisas com muita clareza".

Os pesquisadores usaram esmfld, A A Structural- "https://www.nature.com/articles/d41586-022-03539-1" data-track "data-label =" https://www.nature.com/articles/d41586-03539-1 "Data-category =" TEXTOLETELTO DOBSTOLETION> Ferramenta de texto "> Predictions Predictions Predictions, FerliFled TerniED, que link de textion/d41586-03539-1" WASTRACKETOLE = "TEXTOLE"> "> Ferramenta de texto"> Ferramenta de textion/d41586-03539-1 "WASTRACK-CLATION =" Texto do corpo "> Ferramenta Estruturas previstas de 458 flavivírus-spezies para gerar. O ESMFold é baseado em um modelo de voz que foi treinado com dezenas de milhões de seqüências de proteínas. Em contraste com o Alphafold, é preciso apenas uma sequência de entrada em vez de correr em várias sequências de proteínas semelhantes, o que poderia torná -lo particularmente útil para examinar os vírus misteriosos.

As estruturas previstas tornaram possível para os autores identificar proteínas de entrada viral, cujas seqüências diferem muito das do flavivírus bem conhecido. Eles encontraram algumas conexões inesperadas. O grupo de vírus, que compreende a hepatite C, usa um sistema para infectar células semelhantes aos pestivírus - um grupo que inclui o vírus clássico da gripe suína, causa febre hemorrágica em porcos e outros patogênicos animais.

As comparações baseadas em IA mostraram que esse sistema de entrada difere dos muitos outros flavivírus. "Não sabemos de onde vem seu sistema de entrada para a hepatite C e seus parentes. Isso poderia ter sido inventado", diz Grove.

roubado por bactérias

As estruturas previstas também mostraram que as proteínas de entrada bem interrogadas dos vírus zika e dengue têm as mesmas origens que as dos flavivírus "estranhos e maravilhosos" com enormes genomas, incluindo o vírus Haseki Tick, que pode desencadear febre em humanos. Outra grande surpresa foi a descoberta de que alguns flavivírus têm uma enzima que aparentemente foi roubada por bactérias.

"Isso seria sem precedentes", diz a virologista Mary Petrone, da Universidade de Sydney, na Austrália, não seria para a descoberta de sua equipe este ano de um roubo semelhante com um flavivirus arte "mais" estranho e maravilhoso " . "A pirataria genética poderia ter desempenhado um papel maior na evolução do flavivírus do que se pensava anteriormente", acrescenta ela.

David Moi, biólogo auxiliado por computador da Universidade de Lausanne, na Suíça, diz que o estudo de flavivírus é apenas o topo do iceberg e que as histórias evolutivas de outros vírus e até alguns organismos celulares são provavelmente contados com a IA. "Agora que podemos dar uma olhada, todas essas coisas precisam obter uma pequena atualização", diz ele.

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    Mifsud, J. C. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-07899-8 (2024).

    Petrone, M. E. et al. Proc. Natl Acad. Sci. EUA 121 , e2403805121 (2024).