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格拉斯哥的科学家们借助谷歌Deep Mind和Meta开发的技术,致力于加速新疫苗的研发。
病毒学专家使用AI驱动的AlphaFold和ESMFold平台首次揭示了数百种病毒前所未见的病毒机制。
这一突破发表在《自然》杂志上,将使科学家们更容易理解病毒的“入侵机制” — 通过使用预测算法绘制其蛋白质结构。
该研究由格拉斯哥大学MRC病毒研究中心(CVR)主导,并与悉尼大学合作,利用AI蛋白质结构预测,研究了大量引起登革热、寨卡病毒和丙型肝炎等疾病的黄病毒科的物种。
这项工作展示了对病毒蛋白质进化的科学调查的“超级加速”,揭示了关键的入侵机制,解释了病毒如何进入体内并在细胞内复制。
这项研究不仅提供了各种重要的生物学见解,还标志着在病毒学中对蛋白质结构预测的系统性应用,创造了其他研究者可用的资源,并为以结构为导向的病毒进化探索建立了新的范例。
AI技术AlphaFold和ESMFold(由谷歌Deep Mind和Meta开发)被用于发现和分类所有测试病毒的入侵蛋白 — 这种发现是传统方法无法完成的。
研究作者认为,这项研究是未来应对大流行和当前病毒威胁(例如Mpox)的重要进展,而对于后者,科学家们目前对其入侵蛋白知之甚少。
在新冠疫情期间,科学家们利用现有的关于新冠病毒(SARS-CoV-2)刺突蛋白的知识,快速开发了疫苗。
然而,对于许多病毒,包括丙型肝炎,病毒入侵蛋白的形状和机制仍然未知。
这项研究首次证明丙型肝炎具有完全新颖的入侵机制,完全不同于其他病毒。
格拉斯哥大学MRC病毒研究中心的高级讲师乔·格罗夫博士表示:“我们对这项研究成果感到非常兴奋。
我们是第一批大规模应用这个AI技术于病毒研究的研究小组之一,这些成果对理解病毒如何进入人体并复制具有重大意义,这对未来疫苗开发、应对大流行以及深入了解潜在的溢出病毒至关重要。”
“通过深入了解我们所发现的病毒外部的入侵蛋白,我们可以更好地理解病毒生物学的基本原理,这反过来可以指导药物或疫苗的开发。”
“我们对关于丙型肝炎入侵蛋白的发现特别感到振奋。目前没有丙型肝炎疫苗,因此我们希望对该病毒入侵机制的新理解能帮助推动新疫苗的开发。”
“展望未来,我们希望利用这项技术将我们的研究扩展到成千上万种病毒。
通过这样做,我们可以建立基础知识,以指导我们对现有和新出现病毒疾病的应对。”
这项研究“映射糖蛋白结构揭示黄病毒科进化历史”已发表在《自然》杂志上。该工作由威康信托、皇家学会和医学研究理事会资助。