Imagen de un virus
La inteligencia artificial descubre más de 160.000 especies nuevas de virus
Los investigadores construyeron un algoritmo de aprendizaje profundo, llamado LucaProt, para calcular grandes cantidades de datos de secuencias genéticas
Un equipo internacional de investigadores ha descubierto 161.979 nuevas especies de virus de ARN utilizando una herramienta de inteligencia artificial basada en el aprendizaje automático que mejorará el mapeo de la vida en la Tierra y podría ayudar a identificar muchos millones de virus más que aún no se han caracterizado.
El reciente hallazgo, publicado en la revista científica Cell y calificado como el descubrimiento de especies de virus más grande jamás presentado, muestra como la IA ha servido para revelar detalles de una rama diversa y fundamental de la vida que vive bajo nuestros pies y en cada rincón del planeta.
Edwards Holmes, autor principal y profesor de la Escuela de Ciencias Médicas de la Facultad de Medicina y Salud de la Universidad de Sidney (Australia), ha explicado en una nota recogida por Europa Press que se les ha ofrecido "una ventana a una parte de la vida en la Tierra que de otro modo habría estado oculta, revelando una biodiversidad notable».
Así, ha comunicado que se trata del «mayor número de nuevas especies de virus descubiertas en un solo estudio», lo que amplía enormemente su conocimiento sobre «los virus que viven entre nosotros». Además, ha asegurado que encontrar tantos virus nuevos de una sola vez es «asombroso y apenas es la punta del iceberg, lo que abre un mundo de descubrimientos». Así, ha revelado que hay «millones más por descubrir y podemos aplicar este mismo enfoque para identificar bacterias y parásitos».
Aunque los virus ARN se asocian comúnmente con enfermedades humanas, también se encuentran en entornos extremos en todo el mundo e incluso pueden desempeñar papeles clave en los ecosistemas globales. En este estudio se los encontró viviendo en la atmósfera, en fuentes termales y en fuentes hidrotermales.
Asimismo, el profesor Homes ha agregado que el hecho de que los ambientes extremos alberguen tantos tipos de virus es solo «otro ejemplo de su fenomenal diversidad y tenacidad para vivir en los entornos más hostiles, lo que potencialmente nos da pistas sobre cómo surgieron los virus y otras formas de vida elementales».
Los investigadores construyeron un algoritmo de aprendizaje profundo, llamado LucaProt, para calcular grandes cantidades de datos de secuencias genéticas, incluidos genomas de virus extensos de hasta 47.250 nucleótidos e información genómicamente compleja para descubrir más de 160.000 virus.
Al hilo, el profesor Holmes ha contextualizado que la gran mayoría de estos virus ya habían sido secuenciados y estaban en bases de datos públicas. Sin embargo, eran tan divergentes que «nadie sabía qué eran». Así, ha anotado que estaban compuestos por lo que a menudo se denomina materia oscura de secuencia: «Nuestro método de IA fue capaz de organizar y categorizar toda esta información dispar, arrojando luz sobre el significado de esta materia oscura por primera vez», ha comentado.
La herramienta de IA fue entrenada para calcular la materia oscura e identificar virus basándose en secuencias y estructuras secundarias de la proteína que todos los virus de ARN utilizan para replicarse. Así, fue capaz de acelerar significativamente el descubrimiento de virus, lo que, si se utilizaran métodos tradicionales, requeriría mucho tiempo.
El profesor Mang Shi, coautor de la Universidad Sun Yat-sen (China) y responsable institucional del estudio, declara: «Solíamos depender de tediosos procesos bioinformáticos para el descubrimiento de virus, lo que limitaba la diversidad que podíamos explorar. Ahora, tenemos un modelo basado en IA mucho más eficaz que ofrece una sensibilidad y especificidad excepcionales y, al mismo tiempo, nos permite ahondar mucho más en la diversidad viral. Planeamos aplicar este modelo en varias aplicaciones».
Por otra parte, el doctor Zhao-Rong Li, coautor del estudio que investiga en el laboratorio de IA Apsara de Alibaba Cloud Intelligence, ha detallado que LucaProt representa una integración significativa de «la tecnología de inteligencia artificial de vanguardia y la virología», lo que demuestra que la IA puede realizar tareas de exploración biológica de manera eficaz. Esta integración, ha proseguido, proporciona información «valiosa y un estímulo para seguir descodificando secuencias biológicas y deconstruyendo sistemas biológicos desde una nueva perspectiva. También continuaremos nuestra investigación en el campo de la inteligencia artificial para la virología».
El profesor Holmes ha concluido comunicando que el siguiente paso obvio es entrenar «nuestro método para encontrar aún más de esta asombrosa diversidad, y quién sabe qué sorpresas adicionales nos esperan».
