استفاده از پلتفرم یادگیری ماشین در تولید توالی آنتی‌بادی کووید-۱۹

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، محققان آمریکایی مجموعه اولیه توالی‌های آنتی بادی درمانی را که طی چند هفته با استفاده از یادگیری ماشین و ابر رایانه و با هدف اتصال و خنثی سازی "کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲"(ویروسی که باعث بیماری کووید-۱۹ شده است ) طراحی شده، شناسایی کرده‌اند. تیم تحقیقاتی آزمایش‌های تجربی را بر روی طرح‌های انتخاب شده آنتی بادی انجام می دهند. محققان این مطالعه اکنون در حال انجام آزمایش‌های تجربی بر روی طرح‌های انتخاب شده آنتی بادی است.

در حال حاضر درمان بیماری کووید-۱۹ با استفاده از آنتی بادی نمونه خون افراد مبتلا به این بیماری که کاملا درمان شده‌اند امکانپذیر است. دانشمندان می‌گویند با توجه به اینکه طرح‌های جدید آنتی بادی از طریق یک فرایند محاسباتی و آزمایشگاهی توسعه می‌یابد، می‌توانند مسیری ایمن‌تری برای توسعه درمان بالقوه برای مبتلایان به این بیماری باشند.

دانشمندان آزمایشگاه ملی "لارنس لیورمور" در مقاله‌ای که در وبسایت "BioRxiv " منتشر کردند چگونگی استفاده از رایانه‌ها با کارآیی بالای آزمایشگاه و یک پلتفرم محاسباتی مبتنی بر یادگیری ماشینی را برای طراحی کاندیداهای آنتی بادی که پیش‌بینی می‌شوند با دامنه اتصال گیرنده کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲(SARS-CoV-۲ Receptor Binding Domain) ارتباط دارند، توصیف کرده‌اند. با ترکیب ساختارهای شناخته شده آنتی‌بادی برای کروناویروس سندرم حاد تنفسی و یک الگوریتم یادگیری ماشینی دانشمندان پلتفرمی که می‌تواند توالی آنتی بادی بیماری کووید-۱۹ را تولید کند، توسعه داده‌اند.

محققان گزارش دادند که محاسبات انرژی آزاد انجام شده برای اولین مجموعه از طرح‌ها - برای پیش بینی احتمال اتصال- در مقایسه با محاسبات مشابه برای آنتی بادی‌های شناخته شده کروناویروس سندرم حاد تنفسی انجام شده است. آمار نشان می‌دهد که آنتی بادی‌های کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ پیش‌بینی شده ممکن است به گیرنده‌های ویروس متصل شده و با جلوگیری از اتصال ویروس به سلول‌های انسانی، آن را خنثی کند.

محققان آزمایشگاه گفتند که توالی‌ها و محاسبات اتصالی می‌تواند به آنها کمک کند تا آنتی بادی‌های مشتق شده از بدن انسان را با محاسبات انرژی آزاد آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور مقایسه کنند تا دریابند کدامیک از آنها عملکرد بهتری دارد.

همانطور که پیشتر گزارش شده بود، "آدام زملا"(Adam Zemla) دانشمند آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور از ساختار پروتئین شناخته شده کروناویروس سندرم حاد تنفسی برای تولید یک ساختار پروتئینی ۳ بعدی پیش‌بینی شده کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ استفاده کرد. پس از آن، ساختار پروتئین واقعی کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ مشخص شد.

زملا در این باره گفت: هنگامیکه ما برای ایجاد مدل اتصال کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ با آنتی بادی‌های خنثی کننده کروناویروس سندرم حاد تنفسی تلاش می‌کردیم، می‌دانستیم که به رغم سطح بالای شباهت بین دو ویروس، آنتی بادی‌های کروناویروس سندرم حاد تنفسی به کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ متصل نمی‌شوند. بنابراین پیش‌بینی تغییرات ساختاری خاص کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ یک چالش واقعی برای ما در ایجاد مدل بود که به ما اجازه داد اصلاحاتی را در آنتی بادی‌ها انجام دهیم و آن عملیات اتصال را برقرار کنیم.

تنها طی ۲۲ روز ، با استفاده از توالی پروتئین کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ و ساختارهای آنتی بادی شناخته شده برای کروناویروس سندرم حاد تنفسی، محققان از یک پلتفرم محاسباتی استفاده کردند که با کمک یادگیری ماشین، دانش زیست‌داده‌ورزی یا بیوانفورماتیک، داده‌های تجربی و ساختاری زیست شناسی و شبیه‌سازی‌های مولکولی برای کاهش چشمگیر طرح‌های ممکن آنتی‌بادی پیش‌بینی شده برای هدف قرار دادن کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ استفاده می‌کند.

طی این مطالعه محققان از بیش از ۲۰۰ هزار ساعت واحد پردازش مرکزی (CPU hours) و ۲۰ هزار ساعت واحد پردازش مرکزی بر روی دو رایانه با کارایی بالا در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور برای انجام نزدیک به ۱۸۰ هزار محاسبه انرژی رایگان آنتی بادی‌های دامنه اتصال گیرنده کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ استفاده کردند.

سپس با استفاده از ساختارهای پیش بینی شده کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲، محققان از پلتفرم طراحی شده برای تخمین محاسبه شده خواص اتصال تقریبا ۹۰ هزار آنتی بادی جهش یافته استفاده کردند. آنها امیدوار کننده ترین توالی اولیه آنتی بادی را انتخاب و آنها را محاسبه کردند تا بتوانند تعامل آنتی بادی با دامنه اتصال گیرنده کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ با انرژی آزاد را دریابند. زیرا کمترین میزان -۸۲ کیلو کالری آنتی بادی در هر مول منعکس کننده قدرت اتصال آنتی بادی است. هرچه این تعداد کمتر باشد ، شانس اتصال آن آنتی بادی بیشتر خواهد بود. برای مقایسه، تعداد کروناویروس سندرم حاد تنفسی و یکی از آنتی بادی‌های شناخته شده آن -۵۲ کیلو کالری در مول است.

اکنون محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در حال انجام محاسبات بیشتر با انواع مختلفی از آنتی بادی‌های شناخته شده برای اتصال به کروناویروس سندرم حاد تنفسی هستند و همچنان به پیشرفته‌تر کردن این پلتفرم ادامه می‌دهند.

انتهای پیام

منبع : خبرگزاری ایسنا

آخرین اخبار علمی

اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد

2023-12-03T19:08:50+03:30

معاون علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رئیس‌جمهوری توسعه زیرساخت‌های هوش مصنوعی را از مهمترین ماموریت‌های شورای راهبری هوش مصنوعی دانست و گفت: این شورا با ای...

آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!

2023-12-03T19:08:49+03:30

پژوهشگران می‌گویند، خاکسترهای حاصل از آتش‌سوزی‌های جنگلی باعث رشد و شکوفایی حیات دریایی می‌شوند.

استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد

2023-09-25T21:29:51+03:30

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که خطر بیماری قلبی برای مردانی که در مشاغل پر استرس کار می‌کنند و احساس می‌کنند از تلاش‌هایشان قدردانی نمی شود، دو برابر بیشتر است.

۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند

2023-09-25T21:29:50+03:30

مدیرعامل سازمان انتقال خون ایران، از مشارکت ۲.۵ میلیون نفر اهدا کننده خون در کشور برای تأمین نیاز ۱۰۰ درصدی مراکز درمانی خبر داد.

چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند

2023-09-25T21:29:50+03:30

تفاهم‌نامه احداث بیمارستان هزار تختخوابی در شرق تهران بین دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و شرکت سینوفارم چین منعقد شد.

راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور

2023-09-25T21:29:49+03:30

معاون توسعه مدیریت، منابع و برنامه ریزی وزارت بهداشت، از راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور خبر داد.

وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند

2023-09-25T21:29:49+03:30

معاون بهداشت وزارت بهداشت، از جذب ۴ هزار بهورز و ۵ هزار کارشناس بهداشت و مجموعاً ۹ هزار نیروی بهداشتی در آزمون استخدامی وزارت بهداشت خبر داد.

زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت

2023-09-25T21:29:48+03:30

زمان اخذ آرای ششمین دوره انتخابات سازمان نظام پرستاری، از ساعت ۷ صبح لغایت ۲۰ روز جمعه ۷ مهر ۱۴۰۲ اعلام شد.

هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه

2023-09-25T21:29:48+03:30

حوزه سلامت در هفته رو به پایان، در جهان، شاهد اخبار و رویدادهای متعدد و مختلفی بود که به مرور گزیده ای از مهم ترین آنها می پردازیم.

بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک

2023-09-25T21:29:48+03:30

رئیس دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، بر لزوم ایجاد نقشه غربالگری و بیماریابی سلیاک در کشور تاکید کرد.

اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک

2023-09-25T21:29:47+03:30

رئیس سازمان غذا و دارو گفت: با طیف زیادی از بیماری‌های نادر مواجهیم که متاسفانه برای بسیاری از آنها هنوز درمان پیدا نشده و یا اینکه درمان های موجود کفایت نمی...

نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود

2023-09-25T21:29:47+03:30

نشست چالش‌های زنجیره تأمین ایمن و اثربخش دارو در ایران در هشتمین نمایشگاه بین المللی دارو و صنایع وابسته برگزار می‌شود.

چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم

2023-09-25T21:29:46+03:30

شروع فصل پاییز، زمان شیوع بیماری های ویروسی است که سرماخوردگی شایع ترین بیماری فصل سرما است. اما، با رعایت یک توصیه ساده، می توان از ابتلا به این بیماری مصون...

خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است

2023-09-25T21:29:46+03:30

رئیس هیئت مدیره سندیکای تولید کنندگان مواد دارویی گفت: گران قیمت ترین محصولات مواد پایه پتروشیمی، دارو است.

چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند

2023-09-25T21:29:46+03:30

معاون فنی مرکز مدیریت شبکه وزارت بهداشت گفت: هر کسی که واکسن کرونا تزریق کرده باشد، پرونده الکترونیک سلامت دارد.

بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا

2023-09-25T21:29:45+03:30

راهکارهای ورود شرکت های داروسازی ایران به بازار دارویی اوراسیا، در یک نشست تخصصی مورد بررسی قرار می گیرد.

جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد

2023-09-25T21:29:45+03:30

رئیس کل سازمان نظام پزشکی ایران، تخصص و تعهد حرفه‌ای را دو بال جامعه پزشکی برای خدمت به مردم دانست.

هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی

2023-09-25T21:29:45+03:30

وزیر بهداشت، در پیامی به مناسبت آغاز هفته دفاع مقدس، گفت: جامعه سلامت کشور افتخار دارد که همپای دلاورمردان عرصه نبرد، در جبهه ها حضور داشت.

نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود

2023-09-25T21:29:45+03:30

نشست چالش‌های قیمت‌گذاری دارو، مواد موثره و مکمل‌ها در هشتمین نمایشگاه بین المللی دارو و صنایع وابسته برگزار می‌شود.

دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم

2023-09-25T21:29:44+03:30

یک متخصص تغذیه، در خصوص میان وعده دانش آموزان در مدرسه، توصیه هایی ارائه داد.

وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت

2023-09-25T21:29:44+03:30

همزمان با آغاز سال تحصیلی ۱۴۰۲، ۱۴۰۳ وزیر بهداشت، زنگ دبیرستان شهید آوینی تهران را به صدا در آورد.

۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند

2023-09-25T21:29:44+03:30

معاون پرستاری وزارت بهداشت، از جذب ۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان از طریق آزمون استخدامی وزارت بهداشت خبر داد.

بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان

2023-09-25T21:29:44+03:30

وزیر بهداشت، به طور سرزده از مرکز آموزشی، پژوهشی و درمانی شفا یحیاییان تهران بازدید کرد.

۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند

2023-09-25T21:29:43+03:30

بنابر اعلام وزارت بهداشت، در یک هفته گذشته ۲۲ بیمار مبتلا به کووید ۱۹ در کشور فوت شدند.

داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود

2023-09-25T21:29:43+03:30

رئیس سازمان غذا و دارو، راه شناخت تولیدات دارویی کشور در جهان را، صادرات محصولات دانست.

ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است

2023-09-25T21:29:43+03:30

وزیر بهداشت، با اشاره به کارآمدی حوزه سلامت کشورمان گفت: جمهوری اسلامی ایران دارای قوی‌ترین و موفق ترین نظام سلامت در منطقه است.

ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد

2023-09-25T21:29:43+03:30

مسئول هیات مرکزی نظارت بر ششمین دوره انتخابات نظام پرستاری، از رشد ۱۵ درصدی نامزدهای دوره ششم انتخابات نظام پرستاری نسبت به دوره قبل خبر داد.

اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد

2023-09-25T21:29:42+03:30

رئیس مرکز اورژانس استان تهران، با اشاره به مزاحمت تلفنی با اورژانس ۱۱۸، گفت: در هفته گذشته ۲۴۳۰ تماس مزاحم با اورژانس استان تهران داشتیم.

جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است

2023-09-25T21:29:42+03:30

وزیر بهداشت، در پیامی به مناسبت روز جهانی بهداشت محیط، تمرکز بر اقدامات بهداشت محیط را عاملی موثر بر جلوگیری از تحمیل هزینه های سنگین ناشی از بار بیماری های ...

تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا

2023-09-25T21:29:42+03:30

مقاله کارایی واکسن برکت در یکی از برجسته‌ترین مجلات علمی جهان بنام The BMJ هیجده ماه پس از ارسال به چاپ رسید.