الذكاء الاصطناعي أداة جديدة للتنبؤ بانتقال الفيروسات من الحيوانات للبشر

اصطياد الخفافيش أثناء جهود مراقبة الفيروسات الحيوانية المنشأ. الصورة: Daniel Streicker

الذكاء الاصطناعي أداة جديدة للتنبؤ بانتقال الفيروسات من الحيوانات للبشر

وجد الباحثون أن الجينوم الفيروسي قد يكون له سمات قابلة للتعميم، ويكون مستقل عن العلاقات التصنيفية للفيروسات، وقد يتكيف مسبقًا مع الفيروسات لإصابة البشر.

3 أكتوبر 2021

إن أغلب الأمراض المعدية الناشئة التي تصيب البشر مثل " COVID-19" تتسبب فيها الفيروسات الناجمة عن أنواع حيوانية أخرى فيما يقود تحديد الفيروسات شديدة الخطورة في وقت مبكر  إلى تحسين  أولويات البحث.

تشير دراسة حديثة نشرت في مجلة PLOS Biology بواسطة "ناردوس مولنتزه"، و"سيمون بابايان"، و"دانيال ستريكر" في جامعة غلاسكو، بالمملكة المتحدة، إلى أن التعلم الآلي (نوع من الذكاء الاصطناعي) باستخدام الجينوم الفيروسي قد يتنبأ باحتمال إصابة أي حيوان بالفيروس وانتقاله إلى البشر نظراً للتعرض له بيولوجياً.

يعد تحديد الأمراض الحيوانية المنشأ قبل ظهورها تحديًا كبيرًا لأن أقلية صغيرة فقط من بين 1.67 مليون فيروسات حيوانية قادرة على إصابة البشر. ولتطوير نماذج التعلم الآلي باستخدام تسلسل الجينوم الفيروسي، قام الباحثون أولاً بجمع بيانات من 861 نوعًا من الفيروسات من 36 عائلة. ثم قاموا ببناء نماذج التعلم الآلي، والتي حددت احتمالية إصابة الإنسان بناءً على أنماط في جينومات الفيروس. ثم طبق المؤلفون النموذج الأفضل أداءً لتحليل الأنماط في الإمكانات الحيوانية المصدر المتوقعة لجينومات الفيروس الإضافية المأخوذة من مجموعة من الأنواع.

ووجد الباحثون أن الجينوم الفيروسي قد يكون له سمات قابلة للتعميم مستقلة عن العلاقات التصنيفية للفيروسات وقد يتكيف مسبقًا مع الفيروسات لإصابة البشر. هذه النماذج لديها قيود، حيث إن نماذج الحاسوب ليست سوى خطوة أولية لتحديد الفيروسات الحيوانية مع إمكانية إصابة البشر، وستتطلب الفيروسات التي تحددها النماذج إجراء فحوص مختبرية مؤكدة قبل مواصلة الاستثمارات البحثية الإضافية الرئيسية. وبينما تنبأت هذه النماذج بما إذا كانت الفيروسات قادرة على إصابة البشر. فإن القدرة على الإصابة ليست سوى جزء واحد من المخاطر الحيوانية الأوسع نطاقًا، والتي تتأثر أيضًا بفيروسات الفيروس في البشر، والقدرة على الانتقال بين البشر والظروف البيئية وقت تعرض الإنسان لها.

وفقًا للمؤلفين، فإن النتائج تظهر أن القدرة الحيوانية للفيروسات يمكن استخلاصها إلى حد كبير من تسلسل الجينوم. ومن خلال تسليط الضوء على الفيروسات التي تنطوي على أكبر قدر من القدرة على أن تصبح حيوانية، فإن الترتيب القائم على الجينوم يسمح باستهداف المزيد من الخصائص الإيكولوجية والفيلوجية على نحو أكثر فعالية.

يؤكد "بابيان" أن هذه النتائج مهمة بالنظرإلى كمية المعلومات المدهشة، التي يمكننا استخلاصها من التسلسل الجيني للفيروسات باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي. فالتسلسل الجيني هو عادةً المعلومات الأولى، وغالبًا ما تكون الوحيدة، لدينا عن الفيروسات المكتشفة حديثًا، وكلما استطعنا استخلاص المزيد من المعلومات منه، كلما أسرعنا في تحديد أصول الفيروس والمخاطر الحيوانية التي قد يشكلها.

ويطمح العلماء مع توصيف المزيد من الفيروسات، أن تصبح نماذج التعلم الآلي أكثر فاعلية في تحديد الفيروسات النادرة التي يجب مراقبتها عن كثب وتحديد أولوياتها لتطوير اللقاح الوقائي.

المصدر: Eurekalert

فك الشفرة

الغابات الأولى

الغابات الأولى

اكتشف باحثون في الصين أحافير لأقدم غابة وجدت في آسيا على الإطلاق، تبلغ مساحتها 25 هكتارًا ويعود تاريخها إلى نحو 365 مليون سنة خلت.

ركوب جبال من ماء

استكشاف فك الشفرة

ركوب جبال من ماء

كانت الأمواج التي تجتاح أكبر أخدود تحت الماء في أوروبا قد أدهشت وأرعبت مجتمع نازاري الساحلي الصغير منذ قرون عديدة. ولم ينجح أحد في ركوب أمواج فصل الشتاء العملاقة.. حتى جاء الأميركي "غاريت ماك...

ما دور الجبال العملاقة في تطور كوكبنا؟

استكشاف فك الشفرة

ما دور الجبال العملاقة في تطور كوكبنا؟

قد يكون تدمير هذه الجبال القديمة غذى أكبر طفرات التطور في الأرض.