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)院的施莽教授團隊與阿里云李兆融團隊合作，在權(quán)威科學(xué)期刊《細胞》上發(fā)布了一項重要研究成果。他們揭示了全球范圍內(nèi)180個超群、超過16萬種RNA病毒的存在，這一發(fā)現(xiàn)極大地拓寬了全球?qū)τ赗NA病毒多樣性的認識。這項研究創(chuàng)新性地運用了人工智能技術(shù)來鑒定病毒，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)有的知識體系，但在面對RNA病毒時，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。研究團隊因此設(shè)計了一種新型人工智能算法，該算法通過對病毒和非病毒基因組序列進行深度學(xué)習(xí)，能夠獨立辨別病毒序列。借助這一先進工具，團隊從全球各地收集的10487份RNA測序數(shù)據(jù)中，新發(fā)現(xiàn)了超過51萬個病毒基因組片段，這些片段代表著約16萬個可能的新病毒種類及180個RNA病毒超群。尤為引人注目的是，其中有23個超群是此前使用常規(guī)序列比對方法無法識別的，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)中包含了目前最長的RNA病毒基因組，其長度達到了47250個核苷酸，挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的基因組結(jié)構(gòu)認知，展示了RNA病毒在進化上的高度靈活性。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，這對于疾病防控和新病原體的快速識別至關(guān)重要。特別是在疫情應(yīng)對中，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，為疫情防控爭取寶貴時間。

(責(zé)任編輯：張小花 TT1000)

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