人工智能助力RNA病毒研究開拓病毒學(xué)新領(lǐng)域

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2024-10-11 15:32:14 光明網(wǎng)

10月9日，中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院的施莽教授團(tuán)隊(duì)與阿里云李兆融團(tuán)隊(duì)合作,，在權(quán)威科學(xué)期刊《細(xì)胞》上發(fā)布了一項(xiàng)重要研究成果,。他們揭示了全球范圍內(nèi)180個(gè)超群、超過(guò)16萬(wàn)種RNA病毒的存在,，這一發(fā)現(xiàn)極大地拓寬了全球?qū)τ赗NA病毒多樣性的認(rèn)識(shí),。這項(xiàng)研究創(chuàng)新性地運(yùn)用了人工智能技術(shù)來(lái)鑒定病毒，為病毒學(xué)領(lǐng)域開辟了新的研究方向,。

傳統(tǒng)病毒發(fā)現(xiàn)手段很大程度上依賴現(xiàn)有的知識(shí)體系,，但在面對(duì)RNA病毒時(shí)，由于這類病毒的高度變異性,、種類繁多以及易于突變的特性,，傳統(tǒng)的鑒定效率并不理想。研究團(tuán)隊(duì)因此設(shè)計(jì)了一種新型人工智能算法,，該算法通過(guò)對(duì)病毒和非病毒基因組序列進(jìn)行深度學(xué)習(xí),，能夠獨(dú)立辨別病毒序列。借助這一先進(jìn)工具,，團(tuán)隊(duì)從全球各地收集的10487份RNA測(cè)序數(shù)據(jù)中,，新發(fā)現(xiàn)了超過(guò)51萬(wàn)個(gè)病毒基因組片段，這些片段代表著約16萬(wàn)個(gè)可能的新病毒種類及180個(gè)RNA病毒超群,。尤為引人注目的是,，其中有23個(gè)超群是此前使用常規(guī)序列比對(duì)方法無(wú)法識(shí)別的，它們被比喻為病毒界的“暗物質(zhì)”,。

深入分析顯示,，這些新發(fā)現(xiàn)中包含了目前最長(zhǎng)的RNA病毒基因組，其長(zhǎng)度達(dá)到了47250個(gè)核苷酸，挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的基因組結(jié)構(gòu)認(rèn)知,，展示了RNA病毒在進(jìn)化上的高度靈活性,。研究還揭示了多種前所未見的病毒功能蛋白，特別是那些與細(xì)菌相關(guān)的功能蛋白,，提示著RNA噬菌體領(lǐng)域存在更廣闊的未知等待探索,。此外，研究發(fā)現(xiàn)即使在南極底泥,、深海熱泉等極端環(huán)境中,，RNA病毒依舊保持著較高的數(shù)量和多樣性。

施莽教授強(qiáng)調(diào),，人工智能算法在病毒發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用具有重大意義,，它能揭示先前未被注意或完全未知的病毒信息，這對(duì)于疾病防控和新病原體的快速識(shí)別至關(guān)重要,。特別是在疫情應(yīng)對(duì)中,，人工智能的高效與精準(zhǔn)可加速科學(xué)家鎖定可能的病原體,，為疫情防控爭(zhēng)取寶貴時(shí)間,。

(責(zé)任編輯：張小花 TT1000)

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