{"id":3376,"date":"2023-07-29T14:42:58","date_gmt":"2023-07-29T14:42:58","guid":{"rendered":"https:\/\/dailyai.com\/?p=3376"},"modified":"2023-07-31T09:16:54","modified_gmt":"2023-07-31T09:16:54","slug":"researchers-use-machine-learning-to-resurrect-ancient-molecules","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dailyai.com\/nb\/2023\/07\/researchers-use-machine-learning-to-resurrect-ancient-molecules\/","title":{"rendered":"Forskere bruker maskinl\u00e6ring til \u00e5 \"gjenopplive\" eldgamle molekyler"},"content":{"rendered":"

Et team av bioingeni\u00f8rer har lykkes med \u00e5 bruke kunstig intelligens til \u00e5 gjenopplive molekyler fra v\u00e5r fortid.\u00a0<\/b><\/p>\n

Denne spennende studien benyttet maskinl\u00e6ring (ML) til \u00e5 analysere proteindata fra moderne mennesker (<\/span>Homo sapiens<\/span><\/i>) samt fra v\u00e5re utd\u00f8dde slektninger, neandertalerne (<\/span>Homo neanderthalensis<\/span><\/i>) og denisovanere, en utd\u00f8dd art eller underart av mennesker fra Asia.\u00a0<\/span><\/p>\n

Den <\/span>studie<\/span><\/a> oppdaget molekyler med potensial til \u00e5 bekjempe sykdomsfremkallende bakterier. Disse teknikkene, kalt \"de-extinction\", kan potensielt danne grunnlaget for \u00e5 finne nye antibiotika.<\/span><\/p>\n

\"Vi er motivert av tanken p\u00e5 \u00e5 bringe tilbake molekyler fra fortiden for \u00e5 l\u00f8se problemer vi har i dag\", sier Cesar de la Fuente, medforfatter av studien og bioingeni\u00f8r ved University of Pennsylvania i Philadelphia, <\/span>fortalte naturen<\/span><\/a>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Hvis dette f\u00e5r deg til \u00e5 tenke p\u00e5 en viss dinosaurbasert filmserie -<\/span> Det var nettopp det som inspirerte forskerteamet.<\/p>\n

De la Fuente sa: \"Vi begynte faktisk \u00e5 tenke p\u00e5\u00a0Jurassic Park<\/i>sier han. I stedet for \u00e5 vekke dinosaurene til live, slik forskerne gjorde i filmen fra 1993, kom teamet opp med en mer gjennomf\u00f8rbar id\u00e9: \"Hvorfor ikke vekke molekyler til live?\"<\/p>\n

Det er et enormt press p\u00e5 forskerne for \u00e5 finne nye antibiotika, og de siste 30 \u00e5rene har det blitt oppdaget f\u00e5 effektive legemidler.<\/span><\/p>\n

Samtidig \u00f8ker forekomsten av antibiotikaresistente bakterier, s\u00e5 nye behandlingsmetoder er kj\u00e6rkomne. <\/span>AI gir mange muligheter<\/a> for \u00e5 utforske disse nye behandlingene, med en rekke studier som utnytter teknologien til \u00e5 avdekke skjulte og ukjente klinisk relevante molekyler.\u00a0<\/span><\/p>\n

Mange organismer danner korte proteinunderenheter, s\u00e5kalte peptider, med antimikrobielle egenskaper. Flere antimikrobielle peptider, hovedsakelig fra bakterier, brukes til \u00e5 behandle infeksjoner.\u00a0<\/span><\/p>\n

Proteiner fra utd\u00f8dde arter - inkludert mennesker - kan v\u00e6re en verdifull, men underutforsket ressurs for utvikling av nye antibiotika.<\/span><\/p>\n

Forskerne trente opp en ML-algoritme for \u00e5 identifisere steder p\u00e5 humane proteiner der de er delt inn i peptider. De brukte denne algoritmen p\u00e5 offentlig tilgjengelige proteinsekvenser fra <\/span>H. sapiens, H. neanderthalensis<\/span><\/i>og denisovaner, og identifiserer nye peptider basert p\u00e5 egenskapene til kjente antimikrobielle peptider.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"AI-utryddelse\"
Molekyl\u00e6r \"avutryddelse\" med kunstig intelligens. Kilde: Molekyl\u00e6r utryddelse av eldgamle antimikrobielle peptider ved hjelp av maskinl\u00e6ring<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n

Det tar bare noen f\u00e5 uker \u00e5 identifisere og teste potensielle legemiddelkandidater ved hjelp av kunstig intelligens, sammenlignet med den tradisjonelle prosessen som tar fra tre til seks \u00e5r \u00e5 oppdage et nytt antibiotikum.<\/span><\/p>\n

Teamet testet en rekke peptider i laboratoriet for \u00e5 unders\u00f8ke deres evne til \u00e5 eliminere bakterier. De valgte ut 6 potente peptider - 4 fra <\/span>H. sapiens<\/span><\/i>, 1 fra <\/span>H. neanderthalensis<\/span><\/i>og 1 fra denisovanere. Peptidene ble testet p\u00e5 mus infisert med <\/span>Acinetobacter baumannii<\/span><\/i>.<\/span><\/p>\n

Selv om ingen av peptidene drepte bakteriene fullstendig, klarte de alle \u00e5 hemme veksten av <\/span>A. baumannii <\/span><\/i>i l\u00e5rmuskelvev. 5 molekyler drepte bakterier i hudabscesser, selv om det var n\u00f8dvendig med h\u00f8ye doser.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"Selv om algoritmen vi brukte, ikke ga noen fantastiske molekyler, tror jeg konseptet og rammeverket representerer en helt ny m\u00e5te \u00e5 tenke p\u00e5 n\u00e5r det gjelder oppdagelse av legemidler\", sier de la Fuente.<\/span><\/p>\n

Euan Ashley, ekspert p\u00e5 genomikk og presisjonshelse ved Stanford University, kommenterte: \"De la Fuente og kollegene hans overbeviste meg om at det \u00e5 dykke ned i det arkaiske menneskelige genomet var en interessant og potensielt nyttig tiln\u00e6rming.\"<\/span><\/p>\n

Hvordan studien fungerte: en oversikt<\/span><\/h2>\n