doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.027
Credibilidade: 999
#Vírus
Uma das maiores descobertas de novas espécies de vírus lança luz sobre a virosfera oculta.
A inteligência artificial (IA) foi utilizada para revelar detalhes sobre um ramo diversificado e fundamental da vida que vive sob nossos pés e em todos os cantos do planeta. Esses vírus não apenas desempenham papéis significativos na saúde humana, mas também são comuns em ambientes extremos, destacando sua importância nos ecossistemas e oferecendo insights sobre a evolução e diversidade viral.
Usando uma ferramenta de machine learning, pesquisadores descobriram 161.979 novas espécies de vírus de RNA. Essa descoberta pode melhorar drasticamente nossa compreensão da biodiversidade da Terra e ajudar a identificar milhões de vírus que ainda não foram caracterizados.
Diversidade Viral Sem Precedentes Revelada:
“Recebemos uma janela para uma parte da vida na Terra que estava escondida, revelando uma biodiversidade notável”, afirmou o professor Edwards Holmes, autor principal do estudo e membro da Escola de Ciências Médicas da Universidade de Sydney.
“Este é o maior número de novas espécies de vírus descobertas em um único estudo, expandindo enormemente nosso conhecimento sobre os vírus que habitam nosso ambiente”, disse o professor Holmes. “Encontrar tantos novos vírus de uma só vez é impressionante e isso é apenas o começo; há milhões mais para serem descobertos, e podemos aplicar essa mesma abordagem para identificar bactérias e parasitas.”
O Papel dos Vírus de RNA em Ambientes Extremos
Embora os vírus de RNA sejam frequentemente associados a doenças humanas, eles também podem ser encontrados em ambientes extremos ao redor do mundo, onde desempenham papéis cruciais nos ecossistemas globais. Neste estudo, foram encontrados na atmosfera, em fontes termais e em fontes hidrotermais.
“O fato de ambientes extremos abrigarem tantos tipos de vírus é mais um exemplo de sua diversidade fenomenal e resiliência para viver nas condições mais adversas, o que pode nos dar pistas sobre como os vírus e outras formas elementares de vida surgiram”, comentou o professor Holmes.
Avanços na Identificação Viral Através da IA:
Os pesquisadores desenvolveram um algoritmo de deep learning chamado LucaProt para processar vastos conjuntos de dados de sequências genéticas, incluindo genomas de vírus com até 47.250 nucleotídeos e informações genômicas complexas, permitindo a descoberta de mais de 160.000 vírus.
“A grande maioria desses vírus já havia sido sequenciada e estava em bancos de dados públicos, mas eram tão divergentes que ninguém sabia o que eram”, explicou o professor Holmes. “Eles formavam o que costumamos chamar de ‘matéria escura’ das sequências. Nosso método de IA foi capaz de organizar e categorizar todas essas informações dispersas, esclarecendo pela primeira vez o significado dessa matéria escura.”
A ferramenta de IA foi treinada para analisar essa matéria escura e identificar vírus com base nas sequências e nas estruturas secundárias da proteína que todos os vírus de RNA utilizam para se replicar.
Direções Futuras e Aplicações da IA na Virologia:
Essa abordagem acelerou significativamente a descoberta de vírus, que, utilizando métodos tradicionais, seria muito demorada.
O professor Mang Shi, coautor do estudo e líder institucional da Universidade Sun Yat-sen, afirmou: “Costumávamos depender de pipelines de bioinformática tediosos para a descoberta de vírus, o que limitava a diversidade que podíamos explorar. Agora, temos um modelo baseado em IA muito mais eficaz, que oferece sensibilidade e especificidade excepcionais e, ao mesmo tempo, nos permite explorar muito mais a fundo a diversidade viral. Planejamos aplicar este modelo em várias aplicações.”
O Dr. Zhao-Rong Li, coautor e pesquisador no Apsara Lab da Alibaba Cloud Intelligence, disse: “O LucaProt representa uma integração significativa da tecnologia de ponta em IA com a virologia, demonstrando que a IA pode efetivamente realizar tarefas na exploração biológica. Essa integração fornece insights valiosos e encorajamento para a decodificação de sequências biológicas e a desconstrução de sistemas biológicos sob uma nova perspectiva. Continuaremos nossa pesquisa na área de IA para virologia.”
O professor Holmes acrescentou: “O próximo passo óbvio é treinar nosso método para encontrar ainda mais dessa diversidade incrível, e quem sabe que outras surpresas estão por vir.”
Publicado em 14/10/2024 19h52
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