Дослідники знайшли 70 тис унікальних вірусів за допомогою ШІ

Ольга Покотило

Джерело: Nature

Вчені за допомогою штучного інтелекту виявили у навколишньому середовищі понад 70 тисяч раніше невідомих для науки вірусів. Багато з них "мешкають" в екстремальних умовах.

Головні тези:

Вчені виявили понад 70 тис нових вірусів за допомогою штучного інтелекту.
Дослідження дозволило виявити унікальні віруси, деякі з яких перебувають в екстремальних умовах.
ШІ модель LucaProt допомогла ідентифікувати майже 160 тис РНК-вірусів, зокрема близько 70,5 тис унікальних.

ШІ допоміг вченим знайти 70 тис нових вірусів

Про це йдеться у дослідженні китайсько-австралійської групи вчених, опублікованому в науковому журналі Cell.

Віруси — це всюдисущі мікроорганізми, які інфікують людей, тварин, рослини та навіть бактерії. Проте лише невелика їхня частина є відомою для науки.

У 2022 році вийшло дослідження, в якому науковці проаналізували 5,7 млн геномних зразків, заархівованих у загальнодоступних базах даних, і виявили майже 132 тис нових РНК-вірусів. Однак вони швидко еволюціонують, тому наявні методи ідентифікації РНК-вірусів часто пропускають багато з них.

Найпоширеніший метод полягає у пошуку ділянки геному, яка кодує ключовий білок, що використовується в реплікації РНК — РНК-залежна РНК-полімераза (RdRp). Але якщо послідовність, яка кодує цей білок у вірусі, відрізняється від будь-якої іншої відомої послідовності, дослідники не можуть його розпізнати.

У новому дослідженні науковці вирішили знайти раніше нерозпізнані віруси у загальнодоступних зразках геному.

Вони розробили модель під назвою LucaProt, використовуючи архітектуру, що лежить в основі ChatGPT. Вчені завантажили в неї дані секвенування та прогнозування білків ESMFold. Потім вони навчили модель розпізнавати вірусні RdRp, завдяки чому вона змогла знаходити послідовності, які кодують ці ферменти, у великому масиві геномних даних.

За допомогою цього методу дослідники ідентифікували близько 160 тисяч РНК-вірусів. Деякі з них були надзвичайно довгими й перебували в екстремальних умовах — у гарячих джерелах, солоних озерах і в повітрі.

Виявилося, що майже 70,5 тис вірусів є унікальними й раніше не відомими для науки.

За словами еволюційної вірусологині з Австралійського центру готовності до хвороб Джекі Махар, цей підхід є перспективним "для розширення вірусосфери". Характеристика вірусів допоможе дослідникам зрозуміти походження мікробів і те, як вони еволюціонували в різних організмах.

Крім того, розширення пулу відомих вірусів полегшує пошук схожих.

Зараз вчені розробляють модель, яка б могла визначити господарів виявлених РНК-вірусів. Це має допомогти зрозуміти їхню роль в екологічних нішах.

Особливу зацікавленість викликає питання, чи може якийсь із нових вірусів інфікувати археї — одноклітинні організми, що не мають ядра та схожі на бактерії.