機器學(xué)習(xí)模型可以區(qū)分抗體靶點

一項新的研究表明，可以使用一個人抗體的基因序列來預(yù)測這些抗體將針對哪些病原體。據(jù)《免疫》雜志報道，這種新方法成功地區(qū)分了針對流感的抗體和攻擊 SARS-CoV-2(導(dǎo)致 的病毒)的抗體。

“我們的研究處于非常早期的階段，但這項概念驗證研究表明，我們可以使用機器學(xué)習(xí)將抗體序列與其功能聯(lián)系起來，”伊利諾伊大學(xué)生物化學(xué)教授 Nicholas Wu 說Urbana-Champaign 與 U. of I. 生物化學(xué)博士一起領(lǐng)導(dǎo)了這項研究。學(xué)生王一全;和加利福尼亞州拉霍亞斯克里普斯研究所的科學(xué)家孟遠。

吳說，有了足夠的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們不僅應(yīng)該能夠預(yù)測抗體將攻擊的病毒，還可以預(yù)測抗體結(jié)合病原體的哪些特征。例如，一種抗體可能會附著在 SARS-CoV-2 病毒上刺突蛋白的不同部分。了解這一點將使科學(xué)家能夠預(yù)測一個人的免疫防御強度，因為病原體的某些目標(biāo)比其他目標(biāo)更容易受到攻擊。

Wu 說，與針對 SARS-CoV-2 的抗體相關(guān)的大量數(shù)據(jù)使這種新方法成為可能。

“20 年來，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約 5,000 種針對流感病毒的抗體，”他說。“但在短短兩年內(nèi)，人們已經(jīng)確定了 8,000 種 COVID 抗體。這提供了一個前所未有的機會來研究抗體如何工作并進行這種預(yù)測。”

從左到右，博士 學(xué)生 Yiquan Wang、生物化學(xué)教授 Nicholas Wu 和他們的同事開發(fā)了一種根據(jù)基因序列區(qū)分抗體靶點的方法。學(xué)分：米歇爾哈塞爾

研究人員使用了來自 88 項已發(fā)表研究和 13 項專利的抗體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)集足夠大，可以讓研究人員訓(xùn)練他們的模型，根據(jù)抗體的基因序列進行預(yù)測。

該模型旨在區(qū)分針對流感病毒或 SARS-CoV-2 病毒區(qū)域的抗體編碼的序列。然后研究人員檢查了這些預(yù)測的準(zhǔn)確性。

“總體準(zhǔn)確率接近 85%，”王說。

“實際上我很驚訝它運作得如此好，”吳說。

該團隊正在努力改進其模型，以便更準(zhǔn)確地確定抗體攻擊病毒的哪些部分。

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