Исследователи определили геномную "подпись" COVID-19

С помощью машинного обучения команда компьютерных учёных и биологов из Университета Западного Онтарио идентифицировала базовую геномную сигнатуру для 29 различных последовательностей ДНК COVID-19.

Этот новый инструмент анализа данных позволит исследователям быстро и легко классифицировать смертельный вирус, такой как COVID-19, всего за несколько минут. Такая скорость критически важна для стратегического планирования и мобилизации медицинских ресурсов во время пандемии.

Исследование также поддерживает научную гипотезу о том, что COVID-19 (SARS-CoV-2) имеет происхождение от летучих мышей как Sarbecovirus, подгруппы Betacoronavirus.

Результаты, опубликованные в журнале PLOS ONE в статье "Machine learning using intrinsic genomic signatures for rapid classification of novel pathogens: COVID-19 case study", демонстрируют "сверхбыструю, масштабируемую и высокоточную" систему классификации.

Метод использует новое специализированное программное обеспечение на основе графов и подход "дерева решений", чтобы проиллюстрировать классификацию и выбрать наилучший вариант из всех возможных исходов.

Профессор биологии Кэтлин Хилл совместно руководила исследованием с коллегами из Университета Западного Онтарио и Университета Ватерлоо.

Метод машинного обучения достигает 100% точности в классификации последовательностей COVID-19 и, что важнее, обнаруживает наиболее значимые взаимосвязи среди более чем 5000 вирусных геномов, снова в течение минут.

"Нам нужна была только последовательность ДНК COVID-19, чтобы обнаружить её собственную внутреннюю последовательность. Мы использовали этот сигнатурный паттерн и логический подход, чтобы максимально точно сопоставить его с другими вирусами, и достигли точного уровня классификации за минуты — не дни, не часы, а минуты", — сказала Хилл.

Инструмент уже был использован для анализа более 5000 уникальных вирусных геномных последовательностей, включая 29 последовательностей COVID-19, доступных на 27 января.

Хилл уверена, что этот инструмент, способный классифицировать любую вновь обнаруженную вирусную последовательность (COVID-19 или другую), станет важным компонентом в арсенале разработчиков вакцин и лекарств, медиков "первой линии", исследователей и учёных как во время этой глобальной пандемии, так и в будущем.