利用機器學習發現新型冠狀病毒的潛在中和抗體

作者:佚名 來源:生物穀 日期:20-04-14

        病毒是一種狡猾的小病原體,在我們的免疫係統知道如何摧毀它們之前,就能對人體造成嚴重破壞。有了機器學習工具,我們就可以通過加速抗體的形成來戰勝它們。

        在卡耐基梅隆大學機械工程係的實驗室裏,Amir Barati Farimani開發了能夠基於數據推斷、學習和預測機械係統的算法。他研究了一係列的課題,從流體力學和傳熱到材料發現和機器人技術,他還研究了人類健康和生物工程的挑戰。Barati Farimani是卡耐基梅隆大學機械工程助理教授,他在那裏指導機械和人工智能實驗室。

        隨著COVID-19大流行的爆發,Barati Farimani很快將他的實驗室的重點轉移到SARS-CoV-2研究上。此前,他曾使用機器學習工具來研究埃博拉病毒和艾滋病病毒的抗體,現在他想進一步研究這種新型冠狀病毒

        目前,科學家們使用基於計算和物理的模型來篩選成千上萬的抗體序列。這些模型既昂貴又耗時,還需要我們尚未掌握的關於SARS-CoV-2的信息。

        "這就是機器學習可以完成繁重任務的地方,"Barati Farimani說。"它不僅能比目前的篩選方法更快地'學習'複雜的抗原-抗體相互作用,還能在反應時間上超過人類的免疫係統。"

        研究小組將現有的其他傳染性病毒的生物數據整合到他們命名為VirusNet的數據集中。然後,他們用這組數據來訓練機器學習模型,選擇性能最好的模型來篩選成千上萬的潛在抗體候選。

        該模型最終鑒定出8種穩定的抗體,它們在中和SARS-CoV-2方麵非常有效。這些發現被發布在生物學預印本服務器bioRxiv的初步報告中,以便其他研究人員能夠盡快獲得這些信息。

        "我們的目標是拯救生命,"Barati Farimani說。"現在分享我們的初步發現,將有助於世界各地的其他科學家抗擊這種病毒的工作。我們有著共同的目標。"

關鍵字:新型冠狀病毒,抗體

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