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UniBind:预测新冠病毒感染性和变异进化的智能系统 《自然-医学
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2023/11/14 4:49:27 | 【字体:

  侦破团伙制贩毒案虽然自然感染和疫苗接种可产生免疫保护,但是新冠病毒可以通过不断的进化产生新型毒株从而产生免疫逃避。研究表明,SARS-CoV-2的刺突蛋白(S-protein)及其与靶细胞上的血管紧张素转换酶2 (angiotensin converting enzyme 2, ACE2)或中和抗体的相互作用分别是其毒力和免疫逃逸的基础,目前S蛋白的突变已经引发了COVID-19多次感染高峰:S蛋白中的D614G和N439K的突变驱动了第一波的感染高峰;在Alpha和Delta变异中积累的额外的非同义突变分别驱动了第二波和第三波高峰。此外,Omicron变体(BA.1至BA.5,以及最近的亚谱系BA.4.6, BA.5.9, BQ和XBB)均具有一个超突变的S蛋白,在其受体结合域(RBD) 中有许多氨基酸取代。因此,预测S蛋白的潜在氨基酸突变,对分析预测免疫逃逸和病毒进化至关重要。

  一个国际研究团队在《自然-医学》期刊上发表论文,提出了他们研发的基于人工智能的预测蛋白-蛋白结合亲和力的AI框架“UniBind”,并用于新冠突变体预测。该团队通过构建“UniBind”模型,模拟了3万多个虚拟毒株, 正确预测了奥密克戎XBB和BQ突变株为占主导地位的毒株。不仅如此,“UniBind”可进一步预测新型毒株对疫苗和中和抗体的抗性和感染的严重性,并且检测到A475N和S494K突变与抗体抗性的关联。

  该论文的通讯作者张康指出,“UniBind”可用于评价新冠、其他β冠状病毒以及其变异株对不同物种的ACE2亲和力,并且探究β冠状病毒与不同动物中间宿主的跨物种感染”。此模型的研发将有助于对重大流行病中间宿主的发现、病毒跨物种传播途径的预测、以及推动人类分析传染病的模式和能力。此外,作为预测蛋白-蛋白结合亲和力的AI框架,该系统不仅具有重要的学术价值,在药物研发上也具广泛的应用价值。

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