Как искусственный интеллект помогает предсказывать эволюцию вирусов: новые горизонты науки

Искусственный интеллект (ИИ) становится важным инструментом в борьбе с вирусами, такими как SARS-CoV-2 и грипп. Узнайте, как технологии открывают новые пути к разработке вакцин и лекарств.

Загадка вирусной эволюции

Мечта ученых — возможность заглянуть в будущее вирусов, просто анализируя их генетические последовательности. Хотя эта цель пока остается далекой, искусственный интеллект уже играет ключевую роль в прогнозировании мутаций и разработке методов борьбы с вирусами. РНК-вирусы, такие как SARS-CoV-2, славятся своей быстрой эволюцией. Новые мутации позволяют им обходить иммунитет и распространяться с невероятной скоростью. Благодаря ИИ, ученые надеются не только предсказывать развитие вирусов, но и создавать вакцины, опережающие их мутации.

Потенциал и ограничения технологий

Современные модели ИИ могут анализировать мутации и прогнозировать, какие из них будут наиболее успешными в краткосрочной перспективе. Однако долгосрочные прогнозы, включая комбинации мутаций, остаются вызовом.

Брайан Хай, вычислительный биолог из Стэнфорда, считает, что исследование эволюции вирусов с помощью ИИ — это революционная, но сложная задача. В прошлом ученые полагались на длительные лабораторные эксперименты, чтобы понять, как мутации влияют на вирусы. Сегодня ИИ-инструменты, такие как AlphaFold и ESM-2, создают новые возможности для анализа структуры белков.

Прорывы в моделировании вирусов

Команда из Гарварда под руководством Деборы Маркс разработала модель EVEscape, которая предсказывает мутации белка-шипа SARS-CoV-2, позволяя тестировать будущие вакцины. Тем временем японские ученые из Токийского университета разработали модель CoVFit, обученную на данных о 13 643 вариантах вируса. Эта модель уже доказала свою точность, предсказав появление мутаций в вариантах, доминировавших в 2024 году.

Перспективы и вызовы

Для дальнейшего прогресса ученым нужны данные о вирусной эволюции за десятилетия. Объединение данных секвенирования с результатами экспериментов может улучшить точность прогнозов. Несмотря на сложность задачи, ИИ открывает перспективы понимания «потолка» эволюции вирусов, что может стать ключом к предотвращению будущих пандемий.