機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以區(qū)分抗體靶點(diǎn)

一項(xiàng)新的研究表明，可以使用一個(gè)人抗體的基因序列來(lái)預(yù)測(cè)這些抗體將針對(duì)哪些病原體。據(jù)《免疫》雜志報(bào)道，這種新方法成功地區(qū)分了針對(duì)流感的抗體和攻擊 SARS-CoV-2(導(dǎo)致 的病毒)的抗體。

“我們的研究處于非常早期的階段，但這項(xiàng)概念驗(yàn)證研究表明，我們可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)將抗體序列與其功能聯(lián)系起來(lái)，”伊利諾伊大學(xué)生物化學(xué)教授 Nicholas Wu 說(shuō)Urbana-Champaign 與 U. of I. 生物化學(xué)博士一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。學(xué)生王一全;和加利福尼亞州拉霍亞斯克里普斯研究所的科學(xué)家孟遠(yuǎn)。

吳說(shuō)，有了足夠的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們不僅應(yīng)該能夠預(yù)測(cè)抗體將攻擊的病毒，還可以預(yù)測(cè)抗體結(jié)合病原體的哪些特征。例如，一種抗體可能會(huì)附著在 SARS-CoV-2 病毒上刺突蛋白的不同部分。了解這一點(diǎn)將使科學(xué)家能夠預(yù)測(cè)一個(gè)人的免疫防御強(qiáng)度，因?yàn)椴≡w的某些目標(biāo)比其他目標(biāo)更容易受到攻擊。

Wu 說(shuō)，與針對(duì) SARS-CoV-2 的抗體相關(guān)的大量數(shù)據(jù)使這種新方法成為可能。

“20 年來(lái)，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約 5,000 種針對(duì)流感病毒的抗體，”他說(shuō)。“但在短短兩年內(nèi)，人們已經(jīng)確定了 8,000 種 COVID 抗體。這提供了一個(gè)前所未有的機(jī)會(huì)來(lái)研究抗體如何工作并進(jìn)行這種預(yù)測(cè)。”

從左到右，博士 學(xué)生 Yiquan Wang、生物化學(xué)教授 Nicholas Wu 和他們的同事開發(fā)了一種根據(jù)基因序列區(qū)分抗體靶點(diǎn)的方法。學(xué)分：米歇爾哈塞爾

研究人員使用了來(lái)自 88 項(xiàng)已發(fā)表研究和 13 項(xiàng)專利的抗體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)集足夠大，可以讓研究人員訓(xùn)練他們的模型，根據(jù)抗體的基因序列進(jìn)行預(yù)測(cè)。

該模型旨在區(qū)分針對(duì)流感病毒或 SARS-CoV-2 病毒區(qū)域的抗體編碼的序列。然后研究人員檢查了這些預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

“總體準(zhǔn)確率接近 85%，”王說(shuō)。

“實(shí)際上我很驚訝它運(yùn)作得如此好，”吳說(shuō)。

該團(tuán)隊(duì)正在努力改進(jìn)其模型，以便更準(zhǔn)確地確定抗體攻擊病毒的哪些部分。

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