Ερευνώντας την Αινιγματική Επίδραση των Ιών
Οι ιοί είναι συναρπαστικά αίνιγματα, έχοντας μια αλλόκοτη και βαθιά επίδραση στα μικροβιακά οικοσυστήματα γύρω μας. Οι επιστήμονες κατανοούν ότι αυτοί οι μικροσκοπικοί παράγοντες μπορούν να διεισδύσουν και να χειρίζονται τόσο τα ανθρώπινα όσο και τα βακτηριακά κύτταρα σε διάφορα περιβάλλοντα, από τα βάθη των ωκεανών μέχρι την εσωτερική λειτουργία του πεπτικού μας συστήματος.
Παρά την ενδιαφέρουσα προσαρμοστικότητά τους και την ποικιλία τους, η επιστημονική κοινότητα δεν έχει ακόμα χαρτογραφήσει πλήρως την ιώδη επίδραση στο περιβάλλον τους. Ένα μείζον πρόβλημα είναι η αναπαραγωγή των πολύπλοκων φυσικών περιβαλλόντων των μικροβίων σε εργαστηριακό περιβάλλον, αφού πολλοί μικροοργανισμοί αντιστέκονται στην καλλιέργεια και η επιτυχία στη φύση οφείλεται σε λεπτομέρειες δύσκολες να προσομοιωθούν.
Ως εκ τούτου, οι συστημικοί βιολόγοι όπως κι εγώ χρησιμοποιούν προηγμένες τεχνικές για να αποκωδικοποιήσουν ολόκληρο το DNA που βρέθηκε σε δείγματα, όπως τεμάχια κοπράνων που συλλέγονται από ασθενείς, για να διαχωρίσουν τις αλληλουχίες του ιώδους DNA και να χαράξουν τα τμήματα της ιώδους γονιδίου που κωδικοποιούν πρωτεΐνες.
Βελτίωση της Κατηγοριοποίησης των Ιών με Τεχνητή Νοημοσύνη
Μοντέλα βαθιάς μάθησης, παρόμοια με αυτά που χρησιμοποιούνται από προηγμένα ρομπότ γλώσσας, αλλά ειδικά σχεδιασμένα για πρωτεΐνες, μας επέτρεψαν να κατηγοριοποιήσουμε προηγουμένως αναγνωρισμένες ιώδεις αλληλουχίες. Όπως τα ρομπότ συνομιλίας που εξάγουν απαντήσεις από τεράστιες βάσεις δεδομένων, τα μοντέλα πρωτεΐνης χρησιμοποιούν την εκτεταμένη εκπαίδευσή τους για να προβλέψουν τον σκοπό και τα χαρακτηριστικά των ιώδων πρωτεϊνών.
Αυτή η νέα μεθοδολογία μας επιτρέπει να επικεντρωθούμε σε συγκεκριμένες ιώδεις αλληλουχίες που οδηγούν σε συγκεκριμένες τάξεις, βελτιώνοντας έτσι τη διαδικασία εξόρυξης δεδομένων και εντοπίζοντας πρωτεΐνες ενδιαφέροντος με βάση τις μοναδικές λειτουργίες ή τη γενετική οργάνωσή τους. Έχουμε επιτύχει τη συμπλήρωση των υπαρχουσών μεθόδων με την ανακάλυψη λειτουργιών γονιδιών ιών με μακρινή συγγένεια, ανοίγοντας νέες προοπτικές στη μικροβιολογία.
Για παράδειγμα, η ομάδα μας χρησιμοποίησε το μοντέλο μας για να ανιχνεύσει ένα μη αναγνωρισμένο εντείναση στα κοινά πικοκυανοβακτήρια Prochlorococcus και Synechococcus των θαλασσών – μια πρωτεΐνη ικανή να μεταφέρει γενετικές πληροφορίες μέσα και έξω από τα κύτταρα. Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να εξηγήσει πώς αυτές οι βακτηριακές πληθυσμιακές ομάδες ενσωματώνουν και απορρίπτουν γονίδια, βελτιώνοντας πιθανώς την προσαρμοστικότητά τους σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα.
Επιπλέον, το μοντέλο μας αποκάλυψε ένα νέο είδος πρωτεΐνης ιώδους καψίδας που είναι διαδεδομένο στους παγκόσμιους ωκεανούς, προωθώντας την κατανόηση των πιθανών ρόλων της και των διαφόρων σειρών γονιδίων που μπορεί να περιλαμβάνει.
The source of the article is from the blog radiohotmusic.it