La inteligencia artificial (IA) se ha utilizado para revelar una rama diversa y fundamental de la vida bajo nuestros pies y que habita cada rincón de la tierra.
Se han descubierto 161.979 nuevas especies de virus de ARN utilizando una herramienta de aprendizaje automático que los investigadores creen que mejorará en gran medida el mapeo de la vida en la Tierra y podría ayudar a identificar millones de virus más que aún no se han identificado.
Publicado en celúla Y realizado por un equipo internacional de investigadores, el estudio es el mayor artículo sobre descubrimiento de especies de virus jamás publicado.
“Se nos ha dado una ventana a una parte de la vida en la Tierra que de otro modo estaría oculta, y que revela una biodiversidad extraordinaria”, dijo el autor principal, el profesor Edwards Holmes, de la Facultad de Ciencias Médicas de la Facultad de Medicina y Salud de la Universidad de Sydney.
“Este es el mayor número de nuevas especies de virus descubiertas en un solo estudio, lo que amplía enormemente nuestro conocimiento sobre los virus que viven entre nosotros”, afirmó el profesor Holmes. “Encontrar tantos virus nuevos de una sola vez es alucinante, y esto solo roza la superficie, abriendo un mundo de descubrimientos. Hay millones más por descubrir, y podemos aplicar el mismo método para identificar bacterias y parásitos. “
Aunque los virus de ARN se asocian comúnmente con enfermedades humanas, también se encuentran en ambientes extremos en todo el mundo e incluso pueden desempeñar un papel clave en los ecosistemas globales. Estos estudios han demostrado que habitan en la atmósfera, las fuentes termales y los respiraderos hidrotermales.
“Los entornos extremos que soportan muchos virus son otro ejemplo de su extraordinaria diversidad y tenacidad para sobrevivir en los entornos más duros, lo que potencialmente nos da pistas sobre cómo evolucionaron los virus y otras formas de vida básicas”, dijo el profesor Holmes.
Cómo funcionan las herramientas de IA
Los investigadores desarrollaron LucaProt, un algoritmo de aprendizaje profundo para calcular grandes cantidades de datos de secuencias genéticas con información genómicamente compleja para descubrir genomas de virus de hasta 47.250 nucleótidos de largo y más de 160.000 virus.
“La gran mayoría de estos virus ya estaban secuenciados y en bases de datos públicas, pero eran tan diferentes que nadie sabía qué eran”, dijo el profesor Holmes. “Entre ellas se encuentran las que a menudo se denominan secuencias de ‘materia oscura’.
La herramienta de IA fue entrenada para calcular la materia oscura e identificar virus en función de la secuencia y estructura secundaria de las proteínas que todos los virus de ARN utilizan para replicarse.
Pudo descubrir virus de rastreo significativamente más rápidos, lo que requeriría mucho tiempo con los métodos tradicionales.
El coautor, el profesor Mang Shi de la Universidad Sun Yat-sen, líder institucional del estudio, dijo: “Solíamos depender de tediosos procesos bioinformáticos para el descubrimiento de virus, lo que limitaba la diversidad que podíamos explorar. Ahora, tenemos una IA más eficaz”. .-modelo basado en que proporciona una sensibilidad y especificidad excepcionales al mismo tiempo que nos permite profundizar en la diversidad viral. Planeamos aplicar este modelo en una variedad de aplicaciones”.
El coautor Dr. Zhao-Rong Li, que realiza investigaciones en el Apsra Lab de Alibaba Cloud Intelligence, dijo: “LucaProt representa una integración significativa de tecnología de inteligencia artificial y virología de vanguardia, lo que demuestra que la inteligencia artificial puede realizar tareas de exploración biológica de manera efectiva. Esta integración . Más de secuencias biológicas. También continuaremos nuestra investigación en el campo de la virología, proporcionando conocimientos valiosos y estímulo para la decodificación y deconstrucción de sistemas biológicos desde una nueva perspectiva”.
El profesor Holmes dijo: “El siguiente paso obvio es entrenar nuestros métodos para encontrar más de esta asombrosa diversidad, y quién sabe qué sorpresas adicionales nos aguardan”.