Oι μηχανές – ντετέκτιβ που εντοπίζουν επικίνδυνους ιούς
Ο Κόλιν Κάρλσον, ένας βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Τζορτζτάουν στην Ουάσινγκτον, ανησυχεί για τη γρίπη των ποντικών.
Ο ιός, ο οποίος ανακαλύφθηκε το 1930, μεταδίδεται στα ποντίκια και τα σκοτώνει με αδίστακτη αποτελεσματικότητα. Αλλά οι επιστήμονες δεν έχουν σκεφτεί ποτέ την απειλή που πιθανά αποτελεί για τους ανθρώπους. Τώρα, ο δρ. Κάρλσον, οι συνάδελφοί του και οι υπολογιστές τους δεν είναι τόσο σίγουροι.
Χρησιμοποιώντας την τεχνική της μηχανικής μάθησης (machine learning), οι ερευνητές προγραμματίζουν υπολογιστές για να μαθαίνουν από μόνοι τους για τους ιούς που μπορούν να μολύνουν ανθρώπινα κύτταρα. Οι υπολογιστές έχουν χτενίσει τεράστιες ποσότητες δεδομένων για τους ζώα-ξενιστές αυτών των ιών, καθώς και τα γονιδιώματα και άλλα χαρακτηριστικά των ιών αυτών. Με την πάροδο του χρόνου, οι υπολογιστές άρχισαν να αναγνωρίζουν ορισμένους παράγοντες που θα μπορούσαν να προβλέψουν εάν ένας ιός έχει τη δυνατότητα να περάσει στους ανθρώπους.
Όταν οι υπολογιστές απέδειξαν την αξία τους με ιούς που οι επιστήμονες είχαν ήδη μελετήσει, ο δρ. Κάρλσον και οι συνάδελφοί του τους έβαλαν να ψάχνουν στο άγνωστο. Τελικά, δημιούργησαν μια μικρή λίστα με ιούς ζώων που έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν επιδημίες στους ανθρώπους. Στις τελευταίες δοκιμές, οι αλγόριθμοι έβαλαν τον ιό που προκαλεί τη γρίπη των ποντικών στην κορυφή της λίστας με τα πιο επικίνδυνα παθογόνα.
«Κάθε φορά που τρέχουμε αυτό το μοντέλο, ο ιός αυτός εμφανίζεται πολύ ψηλά», σημειώνει ο δρ. Κάρλσον.
Οι επιστήμονες έχουν αναγνωρίζει περίπου 250 ανθρώπινες ασθένειες που προκλήθηκαν όταν ένας ιός από ζώα μεταπήδησε στον άνθρωπο. Για παράδειγμα, ο νέος κορωνοϊός προέρχεται από νυχτερίδες.
Οι επιστήμονες θα ήθελαν να ανακαλύψουν τον επόμενο ιό που θα μεταπηδήσει από είδος προτού αυτός γίνει πρόβλημα. Όμως, υπάρχουν πάρα πολλοί ιοί ζώων για να μελετήσουν. Οι επιστήμονες έχουν βρει πάνω από 1.000 ιούς σε θηλαστικά, ενώ θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν ένα μικρό ποσοστό του πραγματικού αριθμού.
Ερευνητές όπως ο δρ. Κάρλσον χρησιμοποιούν υπολογιστές για να βρουν ιούς που ενδέχεται να προκαλέσουν ασθένεια σε ανθρώπους, ενώ μπορούν επίσης να προβλέψουν ποια ζώα ενδέχεται να αποτελούν ξενιστές για επικίνδυνους ιούς.
«Είναι σαν να έχεις ένα νέο ζευγάρι μάτια», αναφέρει η Μπάρμπαρα Χαν, οικολόγος και λοιμωξιολόγος στο Cary Institute of Ecosystem Studies, στο Μίλμπρουκ της Νέας Υόρκης, που συνεργάζεται με τον δρ. Κάρλσον.
Τον Μάρτιο, ο δρ. Κάρλσον και άλλοι αποκάλυψαν μια ανοιχτής πρόσβασης βάση δεδομένων που ονομάζεται VIRION, όπου έχουν συγκεντρωθεί μισό εκατομμύριο λήμματα για περίπου 9.521 ιούς και τους 3.692 ξενιστές τους.
Χάρη σε τέτοιες βάσεις δεδομένων, είναι δυνατόν να κάνουμε πιο στοχευμένες ερωτήσεις για νέες πανδημίες. Όταν εμφανίστηκε η πανδημία του κορωνοϊού, έγινε γρήγορα γνωστό ότι προκλήθηκε από ένα νέο ιό που ονομάζεται SARS-CoV-2. Ο δρ. Κάρλσον, η δρ. Χαν και οι συνάδελφοί τους δημιούργησαν προγράμματα για να βρουν τα ζώα που είναι πιο πιθανό να «φιλοξενούν» συγγενείς του νέου κορωνοϊού.
Ο SARS-CoV-2 ανήκει στους κορωνοϊούς βήτα. Κατά κύριο λόγο, οι ιοί αυτοί μολύνουν νυχτερίδες.
Ο δρ. Κάρλσον, η δρ. Χαν και οι συνάδελφοί τους φόρτωσαν βιολογικά δεδομένα από διάφορα είδη νυχτερίδων στον υπολογιστή τους και δημιούργησαν ένα μοντέλο που έδινε προβλέψεις για τις νυχτερίδες που είναι πιο πιθανό να φέρουν κορωνοϊούς βήτα. Βρήκαν πάνω από 300 πιθανά είδη.
Από τότε που έκαναν αυτή την πρόβλεψη το 2020, οι επιστήμονες βρήκαν πράγματι κορωνοϊούς βήτα σε 47 είδη νυχτερίδων – όλα βρίσκονταν στη λίστα προβλέψεων που είχαν δημιουργήσει κάποια υπολογιστικά μοντέλα.
Ο Νάρντους Μολέντζε, υπολογιστικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, και οι συνάδελφοί του ανακάλυψαν μια μέθοδο που μπορεί να αυξήσει την ακρίβεια αυτών των μοντέλων. Αντί να κοιτούν τους ξενιστές των ιών, τα μοντέλα ψάχνουν τα γονίδιά τους.
Ο δρ. Μολέντζε εργάζεται με τον δρ. Κάρλσον για να συγχωνεύουσαν τα δεδομένα για τα γονίδια των ιών με αυτά που σχετίζονται με τη βιολογία και την οικολογία των ξενιστών τους. Τα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα, ανάμεσά τους και αυτό για τη γρίπη των ποντικών.
Copyright:
2022 The New York Times
Διαβάστε επίσης:
Ανατροπή με την προέλευση του κορωνοϊού: Το ζώο που είναι τώρα στο στόχαστρο
Έχετε κατάθλιψη; Ο υπολογιστής ξέρει
Ακολουθήστε το Money Review στο Google News
