AI工具能預(yù)測(cè)冠狀病毒未來(lái)變種
編輯: 母曼曄 | 時(shí)間: 2022-09-08 11:08:17 | 來(lái)源: 人民日?qǐng)?bào) |
瑞士科學(xué)家研制出一種新型人工智能(AI)工具,可以預(yù)測(cè)包括新冠病毒在內(nèi)的冠狀病毒未來(lái)變種,有望促進(jìn)下一代抗體療法及疫苗的研發(fā),為制定公共衛(wèi)生政策提供重要參考。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《細(xì)胞》雜志。
為了創(chuàng)建這一新型AI工具,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院團(tuán)隊(duì),在實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生了大約100萬(wàn)個(gè)新冠病毒刺突蛋白變種,它們攜帶不同的突變和突變組合。刺突蛋白會(huì)與人類細(xì)胞上的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2)蛋白相互作用以感染人類,疫苗接種、感染或抗體療法獲得的抗體通過(guò)阻斷這一機(jī)制發(fā)揮作用。新冠病毒變體內(nèi)的許多突變發(fā)生在該區(qū)域,這使病毒能夠逃避免疫系統(tǒng)并繼續(xù)傳播。
通過(guò)進(jìn)行高通量實(shí)驗(yàn)及測(cè)序,研究人員確定了這些變種如何與ACE2蛋白和現(xiàn)有抗體療法相互作用,揭示了單個(gè)潛在的變種可以感染人類細(xì)胞的程度,以及它們可以逃避抗體的程度。
隨后,研究人員利用收集的數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型,這些模型能夠識(shí)別復(fù)雜的模式——只給出一種新變體的DNA序列,就可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)它能否與ACE2結(jié)合以感染和逃避中和抗體。最終機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以用來(lái)預(yù)測(cè)數(shù)百億種理論上可能的變體,包括單突變和組合突變,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的百萬(wàn)種。
研究人員表示,新方法有助于開發(fā)下一代抗體療法,目前科學(xué)家們已經(jīng)研制出了一些抗體,該方法可以確定哪些抗體具有最廣泛的活性,也有望促進(jìn)下一代新冠肺炎疫苗的開發(fā)。
(記者劉霞)
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