Menu Close

AI – SARS-COV-2 staje się coraz bardziej zakaźny

Nowatorski model uczenia maszynowego opracowany przez naukowców z Michigan State University sugeruje, że mutacje genomu SARS-CoV-2 sprawiły, że wirus stał się bardziej zakaźny.

Model, opracowany przez głównego badacza Guowei Wei, profesora wydziałów matematyki, biochemii i biologii molekularnej, przeanalizował genotypy SARS-CoV-2 z ponad 20 000 próbek genomu wirusa. Analizowano mutacje białka kolcowego – białka odpowiedzialnego przede wszystkim za ułatwianie infekcji – i odkryto, że pięć z sześciu znanych podtypów wirusa jest obecnie bardziej zakaźnych.

Podobnie jak w przypadku każdego wirusa, wiele mutacji jest ostatecznie łagodnych, stwarzając niewielkie lub żadne ryzyko dla zakażonych pacjentów. Niektóre mutacje nawet zmniejszają zakażalność. Ale niektóre z nich prowadzą do bardziej zakaźnego wirusa.

Wei i jego zespół analizowali przez wiele miesięcy wzorce mutacji i ich lokalizacje, śledząc zmiany w oficjalnej próbce genomu wirusa przechwyconej w styczniu.

“Wiedza o zakaźności SARS-CoV-2 jest istotnym czynnikiem pomiarów zapobiegawczych COVID-19 i ponownego otwarcia gospodarki światowej”, stwierdził Wei. “Kluczowym pytaniem jest to, jakie są konsekwencje tych mutacji dla transmisji COVID-19, diagnostyki, zapobiegania i leczenia.”

Zakażenie wirusowe występuje, gdy białko kolca oddziałuje na receptor komórek gospodarza o nazwie enzym konwersji angiotensyny 2-ACE2. Ponieważ odnosi się do ACE2, naukowcy są zaniepokojeni koncepcją znaną jako powinowactwo wiążące lub siłą wiążącej interakcji między białkiem kolcowym a receptorem gospodarza w początkowej fazie infekcji.

“Wirusowa infekcyjność wzrasta, jeśli wiązanie wzmacnia powinowactwo” stwierdził Wei. “Obecnie znaleziono ponad 50 mutacji wraz z interfejsem wiążącym w domenie wiążącej receptory białek kolczastych – w skrócie RBD – która ma 194 możliwe miejsca mutacji.”

Model uczenia maszynowego Wei – zaawansowana sieć neuronowa, przeanalizował ponad 8000 rekordów interakcji białek, aby określić wpływ obecnych znanych mutacji na wiązanie powinowactwa białka SARS-CoV-2. Wynik, sugerujący zwiększone powinowactwo wiązania w pięciu z sześciu znanych podtypów, wskazał, że zakaźność mogła wzrosnąć w wyniku mutacji.

“To niezwykle ważne, aby wiedzieć, czy przyszłe podtypy SARS-CoV-2 stanowiłyby bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia publicznego”, powiedział Wei. “W tym celu przeprowadziliśmy systematyczne badania przesiewowe wszystkich możliwych 3686 przyszłych mutacji w 194 możliwych miejscach mutacji.”

Ostrzega, że chociaż prognozy oparte na sztucznej inteligencji są zgodne z dostępnymi wynikami badań eksperymentalnych, to jednak potrzebne są dalsze badania, aby w pełni zrozumieć wpływ mutacji na infekcyjność COVID-19, która ma kluczowe znaczenie dla reakcji zdrowia publicznego na COVID-19.

W ramach swoich badań, Wei i zespół przewidują również, że nowa odmiana koronawirusa rozprzestrzeniająca się na całym świecie jest nieco bardziej zakaźna niż oryginalny wirus SARS odkryty w 2003 roku.

Wei powiedział, że wyniki są zgodne z wynikami innego badania opublikowanego niedawno przez naukowców z Scripps Research Institute na Florydzie. W badaniu zbadano mutacje białka w warunkach laboratoryjnych, stwierdzając również, że wirus mutuje w sposób zwiększający jego zakaźność.

wg Adrian De Novato, Michigan State University

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.