Исследователи обнаружили девять новых видов коронавирусов
Международная исследовательская группа под руководством бывшего постдока Университета Британской Колумбии (UBC) повторно проанализировала все общедоступные данные секвенирования РНК. В результате было обнаружено почти в десять раз больше РНК-вирусов, чем было известно ранее, включая несколько новых видов коронавирусов в неожиданных местах.
Эта планетарная база данных РНК-вирусов может помочь в быстрой идентификации случаев перехода вирусов к человеку (spillover), а также вирусов, поражающих домашний скот, сельскохозяйственные культуры и исчезающие виды.
Исследование, получившее название Проект Serratus, было проведено под руководством доктора Артёма Бабаяна. Его ошеломляющие результаты опубликованы на этой неделе в журнале Nature.
Сотрудничая с Центром облачных инноваций (CIC) — совместным проектом UBC и Amazon Web Services (AWS), — команда проекта смогла создать на AWS «невероятно мощный» суперкомпьютер, эквивалентный по мощности 22 500 процессорам.
Этот суперкомпьютер обработал 20 миллионов гигабайт общедоступных данных генетических последовательностей из 5,7 миллионов биологических образцов со всего мира, выполняя поиск определённого гена, указывающего на наличие РНК-вируса. Образцы собирались и свободно распространялись мировым научным сообществом в течение 13 лет и включали всё — от образцов ледяных кернов до экскрементов животных.
Исследователи проекта Serratus обнаружили 132 000 РНК-вирусов (при том, что ранее было известно лишь 15 000) и девять новых видов коронавирусов. По оценкам Бабаяна, без CIC и облака AWS традиционному суперкомпьютеру потребовалось бы более года и сотни тысяч долларов для выполнения анализа, эквивалентного 2000 годам процессорного времени. Serratus справился с этой задачей за 11 дней, потратив 24 000 долларов.
«Мы вступаем в новую эру понимания генетического и пространственного разнообразия вирусов в природе... Надежда в том, что мы не будем застигнуты врасплох, если появится что-то вроде SARS-CoV-2... Эти вирусы можно будет распознать гораздо легче, а их природные резервуары — найти быстрее. Истинная цель — распознавать такие инфекции так рано, чтобы они никогда не становились пандемиями», — сказал Бабаян.
Новая база данных позволяет быстро идентифицировать неизвестные вирусы. Например, если у пациента в Сент-Луисе обнаруживается вирусная инфекция неизвестного происхождения, теперь можно за около двух минут провести поиск по базе данных и связать этот вирус, скажем, с верблюдом в Африке к югу от Сахары, образец от которого был взят в 2012 году.
Проект начался 3 марта 2020 года как «забавный побочный проект». Идея была набросана Бабаяном и его другом, студентом инженерного факультета UBC Джеффом Тейлором, «на салфетке» во время обсуждения. Проект был назван Serratus в честь горы Серратус в Британской Колумбии.
Центр облачных инноваций UBC сыграл ключевую роль в реализации проекта, предоставив доступ к технологиям и экспертизе AWS. Центр, запущенный в январе 2020 года, фокусируется на решении проблем, связанных со здоровьем и благополучием сообщества.
«Облачные технологии Amazon Web Services последних лет действительно сделали исследования в области геномики возможными новым способом, — отметила Корал Кеннетт, руководитель Центра со стороны AWS. — Мы смогли предоставить Артёму вычислительную мощность за копейки на один запрос».