人工智能在病毒学研究中的突破:中大团队扩展全球RNA病毒库的深度解析

今年诺贝尔奖将人工智能引入科学前沿,显示了这一技术在多个领域的潜力。10月9日,中山大学医学院施莽教授团队与阿里云李兆融团队在《细胞》杂志上发表了一项革命性研究,报告了180个RNA病毒超群和超过16万种全球RNA病毒的发现。这一成果不仅是RNA病毒研究的里程碑,更借助人工智能技术打破了传统病毒鉴定的瓶颈。

人工智能的引入使得研究团队能在病毒学中迈出重要一步。与传统的病毒发现依赖分离培养和核酸序列同源比对的方法相比,LucaProt这一深度学习模型可以深度挖掘RNA测序数据,识别未被探索的新型病毒,特别是那些缺乏同源性的“暗物质病毒”。传统的方法在面对这些病毒时显得捉襟见肘,而LucaProt在测试中展现了极高的准确性,假阳性率仅为0.014%,假阴性率为1.72%。

在本项研究中,施莽教授提到,利用LucaProt的团队对来自全球的10,487份RNA测序样本进行分析,发现了超过51万条病毒基因组,锐意扩展了RNA病毒的超群数量。值得注意的是,某些超群迄今未被识别,这表明我们的病毒知识仍显得贫乏。新发现的病毒不仅限于感染人类的病原体还包括广泛存在于各种生物及生态环境中的病毒,它们的存在增强了我们对生态系统运作的理解。

研究中的亮点之一是发现了长度达到47,250个核苷酸的最长RNA病毒基因组和独特的基因组结构,这为RNA病毒的进化提供了新的视角。来自极端环境的RNA病毒样本表明,病毒的多样性和丰度远超人类之前的认知,深海热泉等极端环境中仍存在活跃的RNA病毒,挑战了人们对病毒适应能力的理解。

LucaProt的开源将为全球科学家提供强大的工具,推动病毒学研究的深入。阿里云的李兆融表示,LucaProt不仅限于RNA病毒的研究,它在蛋白质功能鉴定等领域同样展现出潜力。更令人振奋的是,这一人工智能技术有望引领病毒学和微生物学研究的未来发展,成为在新病原识别和疾病防控中不可或缺的工具。

更广泛地看,施莽教授指出,未来的分类体系将需针对新病毒进行重新审视,旨在提升病毒分类的精确性。这一跨领域合作的成功示范了人工智能与生物科学结合的巨大可能性,充分利用云计算和人工智能的优势,可解决生命科学领域面临的重要问题。

当前,病毒学正处于一个重大的变革期。随着疫情的频发,病毒的快速识别对公共卫生至关重要。人工智能的引入为科学家们提供了一种全新的视角,引导他们探索未知病毒的奥秘。施莽教授和李兆融的团队正是这一转变的先行者,他们的研究不仅为病毒学带来了希望,也为整个科学界提供了启示。

总的来说,这项研究不仅强调了人工智能在科研领域的潜力,更展示了开拓新方法的重要性。这一成果是未来研究的一个重要基石,预示着未来科学探索的无穷可能。

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