بزرگ‌ترین کشف ویروسی جهان با هوش مصنوعی

شناسایی ۱۶۱ هزار و ۹۷۹ گونه جدید از ویروس‌های RNA بزرگترین کشف گونه‌های ویروس RNA تا به امروز در دنیای علم است و امید می‌رود با این روش، میلیون‌ها ویروس دیگر نیز شناسایی شوند.

با بهره‌گیری از ابزار یادگیری ماشین (Machine Learning) به نام LucaProt، یک تیم تحقیقاتی توانست این ویروس‌ها را از میان انبوه داده‌های ژنتیکی شناسایی کند. بسیاری از این ویروس‌ها قبلاً ناشناخته بودند و در محیط‌های مختلف از جمله جو، چشمه‌های آب گرم و دریچه‌های هیدروترمال یافت شدند. این روش نه تنها سرعت شناسایی را افزایش داده، بلکه زمینه را برای کشف میلیون‌ها ویروس دیگر نیز فراهم کرده است.

این مطالعه نشان می‌دهد که ویروس‌های RNA نه تنها در بیماری‌های انسانی دخیل هستند، بلکه در محیط‌هایی مانند جو، چشمه‌های آب گرم، و دریچه‌های هیدروترمال نیز وجود دارند و می‌توانند در اکوسیستم‌های جهانی نیز نقش‌ کلیدی داشته باشند.  

پروفسور Holmes از دانشگاه سیدنی می‌گوید: این کشف دریچه‌ای را به سوی بخش‌های پنهانی از حیات روی زمین باز کرده است و نشان‌دهنده تنوع بی‌نظیر ویروس‌هاست. در واقع، این روش، دانش ما را درباره ویروس‌ها به شدت گسترش داده است.

روش کار:

در این روش تیم تحقیقاتی با ساخت الگوریتم یادگیری عمیق LucaProt موفق به پردازش داده‌های ژنتیکی انبوه ویروس‌ها شد. این الگوریتم قادر است توالی‌های ژنتیکی پیچیده را تحلیل و ویروس‌های ناشناخته را شناسایی کند. در واقع، بسیاری از این ویروس‌ها قبلاً شناسایی نشده و در پایگاه‌های داده به عنوان «ماده تاریک» دسته‌بندی شده بودند.

Mang Shi، یکی از نویسندگان این تحقیق، اذعان کرد که مدل AI جدید نسبت به روش‌های قدیمی‌تر، از حساسیت و دقت بسیار بالاتری برخوردار است و این قابلیت را دارد که به عمق تنوع ویروسی نفوذ کند.

این پژوهشگر ادامه داد: ما قبلاً به خطوط لوله بیوانفورماتیک برای کشف ویروس‌ها تکیه می‌کردیم که  این روش تنوعی که می‌توانست بررسی کند را محدود می‌کرد. اکنون، ما مدلی مبتنی بر هوش مصنوعی داریم که بسیار مؤثرتر است و حساسیت و دقت فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهد و در عین حال به ما این امکان را می‌دهد که به عمق بیشتری در تنوع ویروس‌ها بپردازیم. ما قصد داریم این مدل را در برنامه‌های مختلف به کار ببریم.

همچنین، دکتر Rong Li از آزمایشگاهی در شرکت Alibaba Cloud Intelligence نیز تاکید کرد که این تحقیق تلفیقی از تکنولوژی پیشرفته هوش مصنوعی و ویروس‌شناسی است و می‌تواند در کشف توالی‌های بیولوژیکی جدید و درک سیستم‌های بیولوژیکی از منظر جدید بسیار مفید باشد.

او معتقد است که در آینده از این روش می‌توان برای کشف تنوعات ویروسی بیشتری استفاده کرد و در این راستا پژوهش‌ها و کشفیات بیشتری صورت می‌گیرد.

نتایج این پژوهش به تازگی در مجله Cell منتشر شده است.