Originea virușilor: Alphafold și Inteligența Artificială oferă răspunsuri

Künstliche Intelligenz, wie AlphaFold, deckt überraschende Ursprünge von Viren auf und revolutioniert unser Verständnis der Virusfamilien.
Inteligența artificială, cum ar fi Alphafold, dezvăluie origini surprinzătoare ale virusurilor și revoluționează înțelegerea noastră despre familiile de virus. (Symbolbild/natur.wiki)

Originea virușilor: Alphafold și Inteligența Artificială oferă răspunsuri

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 "sise =" (max-width) 319px, 100VW, 767px ">

Inteligența artificială (AI) ajută la retragerea arborelui genealogic al virușilor. Structuri proteice prezise, ​​cu

O mare parte din înțelegerea oamenilor de știință a Virale Evolution Cu toate acestea, evoluția rapidă a virușilor, în special a celor cu genemeri ARN și tendința lor de a adopta material genetic din alte organisme care secvențele genetice pot ascunde relații mai profunde și îndepărtate între viruși care vor varia în funcție de examinarea examinată.

În schimb, formele sau structurile proteinelor codificate de genele virale tind să se schimbe, ceea ce permite recunoașterea acestor conexiuni evolutive ascunse. Cu toate acestea, nu a fost posibilă compararea structurilor proteice într -o întreagă familie de virus până când instrumente precum Alphafold, care pot prezice structuri proteice la scară largă, spune Joe Grove, un virolog molecular la Universitatea din Glasgow, Marea Britanie.

Într-un articol publicat săptămâna aceasta în nature 1

cum să pătrundă virușii

Înțelegerea cercetătorilor despre evoluția flavivirusurilor se bazează în principal pe secvențe de enzime în evoluție lentă care copiază materialul lor genetic. Cu toate acestea, este remarcabil de puțin cunoscut despre originile proteinelor „intrării virale” care folosesc flavivirus pentru a pătrunde în celule și care determină gazda pe care o puteți infecta. Grove susține că acest decalaj de cunoștințe este dezvoltarea unui vaccin eficient împotriva

„La nivel de secvență, lucrurile sunt atât de divergente încât nu putem spune dacă sunt legate sau nu”, spune el. „Descoperirea în predicția structurilor proteice deschide întreaga întrebare și putem vedea lucrurile destul de clar”.

Cercetătorii au utilizat AlphaFold2 Model și esmfold, a Structural- pentru mai mult Structuri prezise de 458 de tipuri de flavivirus pentru a genera. ESMFOLD se bazează pe un model vocal care a fost instruit cu zeci de milioane de secvențe proteice. Spre deosebire de Alphafold, este nevoie de o singură secvență de intrare în loc să curgă pe mai multe secvențe de proteine ​​similare, ceea ce ar putea face util în special pentru examinarea virusurilor misterioase.

Structurile prevăzute au făcut posibilă autori să identifice proteinele de intrare virală, ale căror secvențe diferă foarte mult de cele ale cunoscutului flavivirus. Au găsit câteva conexiuni neașteptate. Grupul de virus, care cuprinde hepatita C, folosește un sistem pentru a infecta celule care sunt similare cu pestivirusurile - un grup care include virusul gripei porcine clasice, provoacă febră hemoragică la porci și alte patogene animale.

Comparațiile bazate pe AI au arătat că acest sistem de intrare diferă de multe alte flavivirusuri. "Nu știm de unde provine sistemul dvs. de intrare pentru hepatita C și rudele sale. Ar fi putut fi inventat", spune Grove.

furat de bacterii

Structurile prezise au arătat, de asemenea, că proteinele de intrare bine examinate ale virusurilor Zika și Dengue au aceleași origini ca cele ale flavivirusurilor „ciudate și minunate” cu genomuri uriașe, inclusiv virusul căpușei Haseki, care poate declanșa febră la oameni. O altă mare surpriză a fost descoperirea că unele flavivirusuri au o enzimă care aparent a fost furată de bacterii.

"Asta ar fi fără precedent", spune virologul Mary Petrone de la Universitatea din Sydney, Australia, nu ar fi pentru descoperirea echipei sale în acest an de un furt similar cu un „ciudat și minunat" Flavivirus Art

. „Pirateria genetică ar fi putut juca un rol mai mare în evoluția flavivirusului decât se credea anterior”, adaugă ea.

David Moi, un biolog asistat de computer la Universitatea din Lausanne, Elveția, spune că studiul Flavivirus este doar vârful aisbergului și că poveștile evolutive ale altor viruși și chiar unele organisme celulare sunt probabil spuse cu AI. „Acum că putem arunca o privire, toate aceste lucruri trebuie să obțină o mică actualizare”, spune el.