{"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\/sv\/2023\/07\/researchers-use-machine-learning-to-resurrect-ancient-molecules\/","title":{"rendered":"Forskare anv\u00e4nder maskininl\u00e4rning f\u00f6r att \"\u00e5teruppliva\" gamla molekyler"},"content":{"rendered":"

Ett team av bioingenj\u00f6rer har framg\u00e5ngsrikt anv\u00e4nt AI f\u00f6r att \u00e5teruppliva molekyler fr\u00e5n v\u00e5rt forntida f\u00f6rflutna.\u00a0<\/b><\/p>\n

Denna sp\u00e4nnande studie anv\u00e4nde maskininl\u00e4rning (ML) f\u00f6r att analysera proteindata fr\u00e5n moderna m\u00e4nniskor (<\/span>Homo sapiens<\/span><\/i>) samt fr\u00e5n v\u00e5ra utd\u00f6da sl\u00e4ktingar, neandertalarna (<\/span>Homo neanderthalensis<\/span><\/i>) och Denisovaner, en utd\u00f6d art eller underart av m\u00e4nniskor fr\u00e5n Asien.\u00a0<\/span><\/p>\n

Den <\/span>studie<\/span><\/a> uppt\u00e4ckt molekyler med potential att bek\u00e4mpa sjukdomsframkallande bakterier. Dessa tekniker, som kallas \"de-extinction\", skulle potentiellt kunna ligga till grund f\u00f6r att hitta nya antibiotika.<\/span><\/p>\n

\"Vi motiveras av tanken p\u00e5 att f\u00f6ra tillbaka molekyler fr\u00e5n det f\u00f6rflutna f\u00f6r att l\u00f6sa problem som vi har idag\", s\u00e4ger Cesar de la Fuente, medf\u00f6rfattare till studien och bioingenj\u00f6r vid University of Pennsylvania i Philadelphia, <\/span>ber\u00e4ttade f\u00f6r Nature<\/span><\/a>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Om detta f\u00e5r dig att t\u00e4nka p\u00e5 en viss dinosauriebaserad filmserie -<\/span> Det var just det som inspirerade forskargruppen.<\/p>\n

De la Fuente sa: \"Vi b\u00f6rjade faktiskt fundera p\u00e5\u00a0Jurassic Park<\/i>\", s\u00e4ger han. I st\u00e4llet f\u00f6r att \u00e5teruppliva dinosaurier, som forskarna gjorde i filmen fr\u00e5n 1993, kom teamet p\u00e5 en mer genomf\u00f6rbar id\u00e9: \"Varf\u00f6r inte \u00e5teruppliva molekyler?\"<\/p>\n

Det finns ett enormt tryck p\u00e5 forskarna att hitta nya antibiotika, och f\u00e5 effektiva l\u00e4kemedel har uppt\u00e4ckts under de senaste 30 \u00e5ren.<\/span><\/p>\n

Samtidigt \u00f6kar f\u00f6rekomsten av antibiotikaresistenta bakterier, vilket g\u00f6r att nya behandlingsmetoder \u00e4r v\u00e4lkomna. <\/span>AI tillhandah\u00e5ller m\u00e5nga m\u00f6jligheter<\/a> f\u00f6r att utforska dessa nya behandlingar, med en rad studier som utnyttjar tekniken f\u00f6r att avsl\u00f6ja dolda och ok\u00e4nda kliniskt relevanta molekyler.\u00a0<\/span><\/p>\n

M\u00e5nga organismer genererar korta proteinsubenheter, s\u00e5 kallade peptider, med antimikrobiella egenskaper. Flera antimikrobiella peptider, som fr\u00e4mst kommer fr\u00e5n bakterier, anv\u00e4nds f\u00f6r att behandla infektioner.\u00a0<\/span><\/p>\n

Proteiner fr\u00e5n utd\u00f6da arter - inklusive m\u00e4nniskan - kan utg\u00f6ra en v\u00e4rdefull men \u00e4nnu outforskad resurs f\u00f6r att utveckla nya antibiotika.<\/span><\/p>\n

Forskarna tr\u00e4nade en ML-algoritm f\u00f6r att identifiera platser p\u00e5 m\u00e4nskliga proteiner d\u00e4r de sk\u00e4rs upp i peptider. De till\u00e4mpade denna algoritm p\u00e5 offentligt tillg\u00e4ngliga proteinsekvenser fr\u00e5n <\/span>H. sapiens, H. neanderthalensis<\/span><\/i>och Denisovans, och identifierade nya peptider baserat p\u00e5 egenskaperna hos k\u00e4nda antimikrobiella peptider.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"AI
Molekyl\u00e4r \"de-extinction\" med AI. K\u00e4llan \u00e4r: Molekyl\u00e4r de-extinction av gamla antimikrobiella peptider m\u00f6jliggjord genom maskininl\u00e4rning<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n

Det tar bara n\u00e5gra veckor att identifiera och testa potentiella l\u00e4kemedelskandidater med hj\u00e4lp av AI, j\u00e4mf\u00f6rt med den traditionella processen som tar mellan 3 och 6 m\u00e5nader f\u00f6r att uppt\u00e4cka ett nytt antibiotikum.<\/span><\/p>\n

Teamet testade en rad olika peptider i laboratoriemilj\u00f6 f\u00f6r att unders\u00f6ka deras f\u00f6rm\u00e5ga att eliminera bakterier. De valde ut 6 potenta peptider - 4 fr\u00e5n <\/span>H. sapiens<\/span><\/i>, 1 fr\u00e5n <\/span>H. neanderthalensis<\/span><\/i>och 1 fr\u00e5n Denisovans. Peptiderna testades p\u00e5 m\u00f6ss som var infekterade med <\/span>Acinetobacter baumannii<\/span><\/i>.<\/span><\/p>\n

\u00c4ven om ingen av peptiderna helt d\u00f6dade bakterierna lyckades de alla h\u00e4mma tillv\u00e4xten av <\/span>A. baumannii <\/span><\/i>i muskelv\u00e4vnad i l\u00e5ret. 5 molekyler d\u00f6dade bakterier i hudabscesser, \u00e4ven om det kr\u00e4vdes h\u00f6ga doser.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\u00c4ven om den algoritm som vi anv\u00e4nde inte gav n\u00e5gra fantastiska molekyler, tror jag att konceptet och ramverket utg\u00f6r en helt ny v\u00e4g f\u00f6r att t\u00e4nka p\u00e5 l\u00e4kemedelsuppt\u00e4ckt\", s\u00e4ger de la Fuente.<\/span><\/p>\n

Euan Ashley, expert p\u00e5 genomik och precisionsh\u00e4lsa vid Stanford University, kommenterade: \"De la Fuente och hans kollegor \u00f6vertygade mig om att det var en intressant och potentiellt anv\u00e4ndbar metod att dyka ner i det arkaiska m\u00e4nskliga genomet.\"<\/span><\/p>\n

Hur studien fungerade: en sammanfattning<\/span><\/h2>\n