新的AI工具可以挫伤冠状病毒突变
![This transmission electron microscope image shows SARS-CoV-2 -- also known as 2019-nCoV, the virus that causes COVID-19 -- isolated from a patient in the US. Virus particles are shown emerging from the surface of cells cultured in the lab. The spikes on the outer edge of the virus particles give coronaviruses their name, crown-like. Credit: NIAID-RML Coronavirus,Covid-19](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2020/4-coronavirusc.jpg)
USC研究人员已经开发出一种新的方法来抵抗冠状病毒的紧急突变,并加速疫苗开发,阻止负责杀死成千上万人并破坏经济的病原体。
USC viterbi工程学院的研究团队使用人工智能(AI)开发了一种速度分析疫苗和零的最佳潜在预防性医疗疗法的方法。
该方法很容易适应分析潜在的突变病毒,确保最佳疫苗是快速确定的 - 解决人类在不断发展的传染上具有很大优势的解决方案。他们的机器学习模式可以实现疫苗研究表明,设计周期曾经花了几个月或几年,这项研究说。
“这种框架应用于该病毒的细节,可以在几秒钟内提供疫苗候选人,并将它们迅速移动到临床试验,以实现预防性的医疗疗法,而不会损害安全性,”USC维特比电脑工程副教授Paul Bogdan说和该研究的通讯作者。“此外,这可以适应我们在世界各地突变的冠状病毒之前。”
今天的研究结果在自然研究中出现科学报告
该研究表明,当将Covid-19 - 计算机模型的病毒迅速消除了可能对可能治疗病原体并确定最佳选择的化合物的病毒。
AI辅助方法预测了26个潜在疫苗,该疫苗将针对冠状病毒。从那些方面,科学家们鉴定了构建多表位疫苗的最佳11,这可以攻击冠状病毒用于结合和穿透宿主细胞的尖峰蛋白。疫苗靶向传染病的区域或表位,以破坏穗蛋白,中和病毒复制的能力。
此外,工程师可以在不到一分钟内为新病毒构建新的多表位疫苗,并在一小时内验证其质量。相比之下,控制病毒的目前的方法需要在实验室中生长病原体,使其失活并注射导致疾病的病毒。这个过程是耗时的,需要一年多;同时,疾病蔓延。
USC方法可以帮助计数Covid-19突变
该方法在大流行的阶段特别有用,因为冠状病毒开始在世界各地的人群中突变。一些科学家们担心的是,突变可以最大限度地减少富铅和现代疫苗的有效性,现在正在分发。在英国,南非和巴西出现的病毒的最近变种似乎更容易传播,科学家们认为将迅速导致更多的病例,死亡和住院治疗。
但是Bogdan表示,如果SARS-COV-2因电流疫苗无法控制,或者需要新的疫苗来处理其他新兴病毒,则USC的AI辅助方法可用于快速设计其他预防机制。
例如,该研究说明,USC科学家仅使用一个B细胞表位和一个T细胞表位,而应用更大的数据集和更可能的组合可以开发更全面且更快的疫苗设计工具。该研究估计该方法可以在数据集中具有超过700,000种不同蛋白质的准确预测。
“拟议的疫苗设计框架可以解决三个最常见的突变,并扩展到处理其他潜在的未知突变,”波哥达说。
研究的原始数据来自一个巨大的生物信息学数据库,称为免疫表位数据库(IEDB),其中世界各地的科学家一直在编制关于的数据新冠病毒,其他疾病。IEDB含有超过大约3,600种不同物种的已知表位,以及病毒病原体资源,一种辅助致病病毒信息的互补库。SARS-COV-2的基因组和尖刺蛋白质序列来自国家生物技术信息中心。
Covid-19导致了8700万个案例,全球超过188万人死亡,包括在美国超过400,000个死亡。它造成了许多国家的社会,金融和政治面料。
该研究作者是苏尔维特比的Ming Hsieh Ming Hsieh系的Zikun Yang和Shahin Nazarian。
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