10月9日,，中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院施莽教授團隊與阿里云李兆融團隊在《細胞》雜志（Cell）發(fā)表論文，報告發(fā)現(xiàn)了全球范圍的180個超群,、16萬余種的RNA病毒,，大幅擴展全球RNA病毒的多樣性。該研究將人工智能技術(shù)應(yīng)用于病毒鑒定,，發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)研究方法未能發(fā)現(xiàn)的病毒“暗物質(zhì)”,，探索了病毒學(xué)研究的新路徑。
論文發(fā)表在《細胞》（Cell）雜志上傳統(tǒng)的病毒發(fā)現(xiàn)方法包括病毒分離和生命組學(xué)的生物信息學(xué)分析,，高度依賴既有知識,，面對RNA病毒這種高度分化、種類繁多且容易變異的病毒識別效率低,。在該研究中,，團隊開發(fā)的LucaProt人工智能算法能夠?qū)Σ《竞头遣《净蚪M序列深度學(xué)習(xí),，并在數(shù)據(jù)集中自主判斷病毒序列。利用這套算法,，研究團隊在來自全球生物環(huán)境樣本的10487份RNA測序數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了超過51萬條病毒基因組,，代表超過16萬個潛在病毒種及180個RNA病毒超群。其中23個超群無法通過序列同源方法識別,，被稱為病毒圈的“暗物質(zhì)”,。使用人工智能對全球病毒圈深度挖掘并分類“人工智能的算法模型能夠挖掘出我們之前忽略或根本不知道的病毒，這種能力在疾病防控和新病原的快速識別中尤為重要。特別是在疫情暴發(fā)時,，人工智能的速度和精度可以幫助科學(xué)家更快地鎖定潛在病原體,。”施莽說,。通過進一步分析,，團隊報告了迄今最長的RNA病毒基因組，長度達到47250個核苷酸,；發(fā)現(xiàn)了超出以往認知的基因組結(jié)構(gòu),，展現(xiàn)出RNA病毒基因組進化的靈活性；識別到多種病毒功能蛋白,，特別是與細菌相關(guān)的功能蛋白,，進一步表明還有更多類型的RNA噬菌體亟待探索；發(fā)現(xiàn)在南極底泥,、深海熱泉,、活性污泥和鹽堿灘等極端環(huán)境中，RNA病毒的數(shù)量和多樣性仍然較高,。新病毒的發(fā)現(xiàn),，刷新著科學(xué)家對病毒圈的認識。文章第一作者侯新（左三）和阿里云團隊在中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院合影“面對遠源的新病毒,，現(xiàn)有的病毒分類體系已經(jīng)顯得力不從心,。未來，這一體系在門,、綱等更深層次的分類上,，可能會有大規(guī)模的調(diào)整?！笔┟дf,，“我們的研究展示了病毒多樣性的深度，但廣度仍有待更多樣本的補充,。病毒的多樣性遠超人類想象,，我們目前所看到的仍是冰山一角?！笔┟П硎?，這項研究與阿里云飛天實驗室的AI4S-生物計算團隊合作開展，希望未來繼續(xù)通過跨領(lǐng)域科研合作,，充分利用云計算和人工智能的優(yōu)勢,，解決生命科學(xué)領(lǐng)域的重要問題。文／廣州日報新花城記者：林霞虹 通訊員：朱嘉豪,、李建平圖由通訊員提供廣州日報新花城編輯：何雪華
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