Научное сообщество получило новые данные о РНК-вирусах благодаря усилиям китайских ученых. Команда под руководством профессора Ши Манга из Медицинской школы Университета Сунь Ятсена совместно с Alibaba Cloud опубликовала статью, в которой представила результаты крупнейшего исследования в этой области. Ученые обнаружили 180 супергрупп и более 160 000 различных РНК-вирусов, что стало значительным шагом вперед в понимании вирусного мира.
Традиционные методы выявления вирусов основываются на выделении вирусных частиц и биоинформатическом анализе, что требует значительных предварительных знаний. Такие подходы часто не справляются с задачей, особенно когда речь идет о высокомутирующих и разнообразных РНК-вирусах. Чтобы преодолеть эти ограничения, команда разработала алгоритм искусственного интеллекта под названием LucaProt. Эта модель-трансформер использует глубокое обучение для анализа как вирусных, так и невирусных последовательностей генома, позволяя автоматически идентифицировать вирусные фрагменты в больших объемах данных.
LucaProt показал выдающиеся результаты в тестировании, продемонстрировав уровень ложноположительных результатов всего 0,014% и ложноотрицательных — 1,72%. Эти показатели делают его более эффективным по сравнению с другими существующими инструментами. С помощью этого алгоритма специалисты проанализировали 10 487 наборов данных секвенирования РНК, что позволило обнаружить более 510 000 вирусных геномов. Это открытие включает в себя 180 новых супергрупп РНК-вирусов, что в девять раз превышает количество известных ранее.
Из этих супергрупп 23 не удается идентифицировать традиционными методами, что позволяет называть их "темной материей" виросферы. Это открытие подчеркивает, насколько мало мы знаем о вирусах и их разнообразии. Кроме того, команда обнаружила самый длинный на сегодняшний день геном РНК-вируса, состоящий из 47 250 нуклеотидов.
Исследование показало, что недавно обнаруженные вирусы обитают в различных экосистемах по всей планете. Наибольшее разнообразие наблюдается в опавших листьях, водно-болотных угодьях и пресноводных источниках. Интересно, что даже в экстремальных условиях, таких как антарктические отложения и глубоководные горячие источники, ученые находят активные РНК-вирусы. Это свидетельствует о том, что РНК-вирусы могут существовать и размножаться даже в сложных условиях.
Кроме того, LucaProt обладает функцией идентификации белковых последовательностей, что позволяет использовать его для изучения функций различных белков. Эта мультифункциональность делает алгоритм полезным инструментом для дальнейших исследований в области вирусологии и смежных наук. Команда открыла исходный код своего алгоритма, что позволит другим специалистам использовать и развивать эту технологию для будущих исследований.