Umjetna inteligencija pomogla otkriti tisuće nepoznatih virusa

Istraživanja
Umjetna inteligencija pomogla otkriti tisuće nepoznatih virusa

Istraživači su koristili umjetnu inteligenciju kako bi otkrili gotovo šest tisuća prethodno nepoznatih vrsta virusa. Rad koji je predstavljen 15. ožujka na sastanku kojeg organizira Američko ministarstvo energetike (DOE) ilustrira novi alat za istraživanje ogromne, uglavnom nepoznate raznolikosti virusa na Zemlji, izvještava Nature.

Iako virusi utječu na sve, od ljudskog zdravlja do degradacije smeća, teško ih je proučavati. Znanstvenici ne mogu uzgajati većinu virusa u laboratoriju, a pokušaji da se identificiraju njihove genetske sekvence često su zaustavljeni jer su njihovi genomi mali i brzo se razvijaju.

Posljednjih godina, istraživači su lovili nepoznate viruse redoslijedom DNK u uzorcima iz različitih okruženja. Da bi identificirali prisutne mikroorganizme, istraživači traže genetske potpise poznatih virusa i bakterija - baš kao što funkcija 'pronaći' programerskog jezika ističe riječi koje sadrže određena slova u dokumentu. Ali ta metoda često ne uspijeva jer virolozi ne mogu tražiti ono što ne znaju. Oblik umjetne inteligencije koji se naziva strojno učenje zaobilazi ovaj problem, jer može naći nove obrasce u planinama informacija. Algoritmi strojnog učenja analiziraju podatke, uče od njih i samostalno razvrstavaju informacije.

„Prije ljudi nisu imali načina za iscrpno proučavanje virusa“, kaže Jie Ren, računalni biolog na Sveučilištu Južne Kalifornije u Los Angelesu. „Ali sad imamo alate za njihovo pronalaženje.“

Za najnovije studije, Simon Roux, računalni biolog na DOE Joint Genome Instituteu (JGI) u Walnut Creeku u Kaliforniji, obučio je računala da identificiraju genetske sekvence virusa iz jedne neobične obitelji - Inoviridae. Ovi virusi žive u bakterijama i mijenjaju svoje ponašanje domaćina: na primjer, čine bakterije koje uzrokuju koleru, Vibrio cholerae, otrovnijima. No, Roux, koji je predstavio svoj rad na sastanku u San Franciscu u Kaliforniji, u organizaciji JGI, procjenjuje da je manje od 100 vrsta identificirano prije početka istraživanja.

Roux je predstavio algoritam strojnog učenja s dva seta podataka - jedan koji sadrži 805 genomskih sekvenci iz poznatih Inoviridae, a drugi s oko 2.000 sekvenci bakterija i drugih vrsta virusa - kako bi algoritam mogao pronaći načine razlikovanja između njih.

Zatim, Roux je hranio model velikih metagenomskih skupova podataka. Računalo je oporavilo više od 10.000 Inoviridae genoma i grupiralo ih u skupine koje ukazuju na različite vrste. Genetska varijacija između nekih od tih skupina bila je tako široka da su Inoviridae vjerojatno mnoge obitelji virusa, rekao je.

U posebnoj studiji Deyvid Amgarten, bioinformatičar na Sveučilištu São Paulo u Brazilu, razmjestio je strojno učenje kako bi pronašao viruse u gomilama komposta u gradskom zoološkom vrtu. Programirao je svoj algoritam da traži nekoliko značajnih obilježja virusnih genoma, kao što je gustoća gena u duljinama DNK određene duljine. Nakon treninga računalo je oporavilo nekoliko genoma koji izgledaju kao novi, kaže Amgarten, koji je svoje rezultate prikazao na sastanku JGI. Posljednji korak će biti saznati koje proteine ​​ti virusi proizvode i vidjeti ubrzavaju li neki od njih brzinu propadanja organske tvari. "Želimo poboljšati učinkovitost kompostiranja", kazao je.

Uz strojno učenje, kaže Derya Unutmaz, imunolog u Jackson Laboratoriju za genomsku medicinu u Farmingtonu, Connecticut, istraživači mogu identificirati viruse kod pacijenata koji su dosad ostali skriveni. Nadalje, budući da umjetna inteligencija ima sposobnost pronaći obrasce u masivnim skupovima podataka, kaže kako bi pristup mogao povezati podatke o virusima na bakterije, a zatim o promjenama bjelančevina kod osoba s simptomima. "Učenje stroja moglo bi otkriti znanje koje nismo ni razmišljali,“ kazao je Unutmaz.

Nature

 

Uredništvo zadržava pravo cenzure u slučaju govora mržnje ili nepristojnog i neprikladnog govora.

Anketa

Koji medij najčešće pratite?

Mišljenje

Studentski radio Live streaming
KLIKNI I
SLUŠAJ
Konekcija nije uspostavljena
Studentska
televizija
(youtube
channel)
Studentski
prilog
večernjeg
lista

Vrijeme u Mostaru

Weather in

  • Vedro
  • Temperature: 3°C