金雷が奥飛寺からレポート | QbitAI公式アカウントここ二日間、「天津が新型コロナウイルスのオミクロン変異体と戦っている」というニュースが広く注目を集めている。 オメッカロンは南アフリカで初めて発見され、発見された時点ですでに3世代にわたって流通しており、世界のほとんどの地域に広がっています。 今回の感染予防・抑制活動の「主戦場」である天津では、昨日12時時点で累計97人の陽性者が確認された。 伝染病との闘いは極めて緊急を要する。 一方、世界中の科学者によるオメッカロンの研究は止まっていない。 ノースカロライナ大学シャーロット校のコルビー・フォードの研究チームは最近、最新の研究結果を発表しました。
彼らの研究は「巨人の肩の上に立つ」と表現することができ、具体的にはAlphaFold2とRoseTTAFoldを使用して 3D タンパク質構造を予測しています。 フォードは論文の中で研究結果を次のように要約している。
簡単に言えば、既存のワクチンはオメガウイルスに対して有効ですが、その構造の変化により、ウイルスを認識する能力が低下しています。 これにより、既存のオメプルング感染症症例の一部に、すでにワクチン接種を受けた患者が含まれている理由が説明されます。 しかし、この研究は、Wired 誌がコメントしているように、より深い意味合いを持っています。
AIが1時間でオメガ・ジョン構造を予測この調査は昨年 11 月 27 日に遡ります。 その日の早朝、WHOはCOVID- 19の最も毒性の強い変異株を正式に「オミクロン」と命名した。 その翌日、ブリティッシュコロンビア大学（UBC）のスリラム・スブラマニアン氏は、オンラインで公開された遺伝子配列をすぐにダウンロードし、オメクロンのDNAサンプルを研究所に輸送する手配をした。 彼らのアプローチは、顕微鏡を使用してオメクロンタンパク質の 3D 構造を明らかにすることです。 一方、コルビー・フォードも状況を注視している。 WHOが正式に命名したのとほぼ同時期に、彼は無料のAIソフトウェアを使用して、オメクロンのゲノムにコード化されたアミノ酸配列からその構造を予測しようと試みた。 わずか1時間後、フォード氏は最初の結果を受け取り、すぐにそれをオンラインで公開した。 スブラマニアン氏は12月21日に顕微鏡検査で得られた結果を発表した。 最終結果では、フォードがAI技術を使って予測した2つのタンパク質構造のうちの1つが、スブラマニアムによる実際の観察結果に非常に近いことが証明されました。
しかし、フォード氏は、COVID-19のようなウイルスの拡散の猛烈さを考慮すると、研究の迅速さが特に重要だと考えている。 フォードが採用しているAIアプローチについては、前述の通り、AlphaFold2とRoseTTAFoldをベースにしている。 全体として、彼の研究は主に 3 つの側面をカバーしています。 最初のステップは、監視対象の変異体(VBM)と懸念される変異体(VOC)の配列を比較することです。 フォード氏のチームは、新型コロナウイルスの参照ゲノムのほか、さまざまなVOCとVBMの最初の100個の全ゲノム配列をダウンロードした。 これらのゲノムはその後「整列」および「剪定」され、最終的に 1026 個の配列が残りました。 これを基に、フォードはこれら 1026 個の配列に「注釈」を付け、配列の類似性に基づいて配列上の受容体結合モチーフを決定しました。 次に、MEGA バージョン 11.0.10 を使用して、各配列ペア間のペアワイズ p 距離を計算し、標準翻訳テーブルを使用して、スパイク タンパク質のこの変異ヌクレオチド配列をアミノ酸に変換しました。 最後に、スパイクタンパク質のRBD （位置319〜541）のみが含まれるように配列が整理されました。 2 番目のステップは、 RBD の構造予測です。 このステップでは、Ford は AlphaFold2 と RoseTTAFold を使用して、上記で取得した Omecron 由来の RBD アミノ酸配列に基づいて予測される 3D タンパク質構造を作成しました。 AlphaFold2 に基づく予測は、「単一シーケンス」モードで PTM メソッド(予測 TM スコア)を使用して実行されます。 RoseTTAFold に基づく予測は、「mmseqs2」モードで実行されます。 どちらのシステムも、Omecron の予測 RBD 構造のほか、多重配列アライメント カバレッジ、予測アライメント エラー(PAE) 、予測信頼性(pLDDT)に関するメトリックを生成しました。 3 番目のステップは、中和抗体間の相互作用をシミュレートすることです。 このステップでは、フォード チームは、上で得られた予測された Omeprone RBD 構造に基づいて、既存の 4 つの中和抗体構造(C105、CC12.1、CC12.3、および CV30)との相互作用をシミュレートしました。 このプロセスでは、抗体構造の単一の断片、抗原結合（Fab）領域のみをドッキング サイトとして使用しました。 次に、研究者らは生体分子モデリングソフトウェア HADDOCK を使用して、RBD エピトープと中和抗体構造のパラソーム間の結合親和性を予測しました。 最後に、フォードチームは実際の複合体（つまり、実際の RBD 構造と Fab）を、オメクロンの予測した RBD 構造（同じ Fab を持つ）の指標と比較しました。 ... 実験結果に基づくと、既存の中和抗体は依然としてオメガジョン変異体の変異したスパイクタンパク質に結合する可能性がある。 ただし、参照 RBD 構造と比較すると、Omeprone の RBD の中和抗体に対する親和性は低下しているように見えます。 AlphaFold2 と RoseTTAFold の結果はどちらも、以前の感染からの抗体が Omeprone に対して少なくともある程度の防御効果をもたらすことを示しています。 このため、またオメクロンの患者の症状がデルタの患者ほど重篤ではなかったことから、多くの人はそれを「ひどい風邪」に例えています。 しかし、それは本当にそうなのでしょうか? 張博立：オメガジョンは「大風邪」ではありません。天津での感染拡大がこの2日間大きな注目を集める中、国内の専門家らが「ひどい風邪」の説明に名乗り出た。 国立感染症センター所長の張文紅氏は次のように考えている。
中国工程院院士の張博立氏も次のように述べた。
つい最近、世界保健機関もオメプロンについて「毒性は弱いかもしれないが、過小評価すべきではない」と警告した。 彼らは「6～8週間以内にヨーロッパ人の半数以上が感染する可能性がある」とさえ予測した。 したがって、効果的な防疫対策を実施することが依然として極めて重要です。 これに対し、汕頭大学のウイルス学者である張栄山氏は、「N95マスクやKN95マスクを持っていない天津市民は、外出時にサージカルマスクを二重に着用するか、布マスクの上にサージカルマスクを着用して密閉性を高めるべきだ」と提案した。 彼は次のように述べた。
参考リンク: [1]https://www.wired.com/story/ai-software-nearly-predicted-omicrons-tricky-structure/ |
