Revolució científica: la IA troba 160.000 virus desconeguts i podrien ser a tot arreu

Un equip internacional d'investigadors ha publicat a 'Cell' un nou treball segons el qual s'han descobert 161.979 noves espècies de virus d'ARN utilitzant una eina d'aprenentatge automàtic que, segons els investigadors , millorarà enormement el mapatge de la vida a la Terra i podria ajudar a identificar molts milions de virus més que encara no shan caracteritzat.

La intel·ligència artificial (IA) s'ha utilitzat per revelar detalls d'una branca diversa i fonamental de la vida que viu sota els nostres peus i cada racó del planeta. Ara aquest treball és larticle de descobriment despecies de virus més gran mai publicat.

"Se'ns ha ofert una finestra a una part de la vida a la Terra que altrament hauria estat oculta, revelant una biodiversitat notable", comenta l'autor principal, el professor Edwards Holmes, de l'Escola de Ciències Mèdiques de la Facultat de Medicina i Salut de la Universitat de Sydney (Austràlia). "Es tracta del nombre més gran de noves espècies de virus descobertes en un sol estudi, cosa que amplia enormement el nostre coneixement sobre els virus que viuen entre nosaltres", insisteix el professor Holmes.

"Trobar tants virus nous d'una sola vegada és sorprenent i amb prou feines és la punta de l'iceberg, cosa que obre un món de descobriments. Hi ha milions més per descobrir i podem aplicar aquest mateix enfocament per identificar bacteris i paràsits".

Encara que els virus ARN s'associen comunament amb malalties humanes, també es troben en entorns extrems a tot el món i fins i tot poden exercir papers clau en els ecosistemes globals. En aquest estudi se'ls va trobar vivint a l'atmosfera, a fonts termals ia fonts hidrotermals.

"El fet que els ambients extrems allotgin tants tipus de virus és només un altre exemple de la seva fenomenal diversitat i tenacitat per viure als entorns més hostils, cosa que potencialment ens dóna pistes sobre com van sorgir els virus i altres formes de vida elementals", afegeix el professor Holmes. Els investigadors van construir un algorisme d'aprenentatge profund, LucaProt, per calcular grans quantitats de dades de seqüències genètiques, incloent-hi genomes de virus extensos de fins a 47.250 nucleòtids i informació genòmicament complexa per descobrir més de 160.000 virus.

"La gran majoria d'aquests virus ja havien estat seqüenciats i estaven en bases de dades públiques, però eren tan divergents que ningú no sabia què eren", contextualitza el professor Holmes. "Estaven compostos pel que sovint s'anomena 'matèria fosca' de seqüència. El nostre mètode d'IA va ser capaç d'organitzar i categoritzar tota aquesta informació dispar, fent llum sobre el significat d'aquesta matèria fosca per primera vegada. L'eina d'IA va ser entrenada per calcular la matèria fosca i identificar virus basant-se en seqüències i estructures secundàries de la proteïna que tots els virus d'ARN utilitzen per replicar-se. molt de temps.

El professor Mang Shi, coautor de la Universitat Sun Yat-sen (Xina) i responsable institucional de l'estudi, declara: "Solíem dependre de tediosos processos bioinformàtics per al descobriment de virus, cosa que limitava la diversitat que podíem explorar. Ara, tenim un model basat en IA molt més eficaç que ofereix una sensibilitat i especificitat excepcionals i, alhora, ens permet aprofundir molt més en la diversitat viral.

El coautor, el doctor Zhao-Rong Li, que investiga al laboratori d'IA Apsara d'Alibaba Cloud Intelligence, detalla: "LucaProt representa una integració significativa de la tecnologia d'intel·ligència artificial d'avantguarda i la virologia, cosa que demostra que la intel·ligència artificial pot fer tasques d'exploració biològica de manera eficaç. Aquesta integració proporciona informació valuosa i un estímul per seguir descodificant seqüències biològiques i deconstruint sistemes biològics des d'una nova perspectiva. El professor Holmes conclou: "El pas obvi següent és entrenar el nostre mètode per trobar encara més d'aquesta sorprenent diversitat, i qui sap quines sorpreses addicionals ens esperen".