本报讯 在11月17日发表于英国《皇家学会学报B》的一项研究中,美国研究人员利用人工智能工具,基于动物的栖息地和生物学信息,成功预测出540种最有可能传播新冠肺炎的哺乳动物。根据该模型,排名前十的最有可能传播新冠的动物包括貂、穿山甲和蝙蝠等,这与实验室的实验结果相吻合。
新冠病毒的刺突蛋白与宿主细胞上的ACE2蛋白结合后,病毒便会入侵人体和动物组织。这是导致动物被感染的必要步骤,也是病毒进一步传播到其他潜在宿主中的先决条件。
不同的物种有不同版本的ACE2蛋白,因此了解它们与冠状病毒刺突蛋白的结合程度,可以帮助预测哪些动物最有可能感染并传播新冠肺炎。但是,目前只有大约300种物种的ACE2氨基酸序列是可用的。
为了解决这一问题,纽约卡里生态系统研究所的Barbara Han和同事建立了一个机器学习工具,能够在不掌握ACE2氨基酸序列的情况下,预测5400种哺乳动物的ACE2蛋白能否与新冠病毒刺突蛋白紧密结合。
他们为人工智能模型提供了142个物种的约60个生物和生态特征,通过这些信息,人工智能可以识别出这些物种的传染性与特征之间的联系。这些特征包括它们生活的区域、栖息地与人类的重叠程度、寿命、饮食、体重等。最终,当给出其他物种的生物和生态特征数据后,模型就可以预测5400种哺乳动物传播新冠病毒的可能性。
结果发现,可能传播新冠病毒的物种还包括白尾鹿。最近北美地区的白尾鹿就有非常高的感染率。此外,条纹臭鼬以及大鼠、鹿鼠等76种啮齿类动物,还有水牛等养殖物种也被认为可能传播新冠病毒。
“但预测结果必须通过系统的监测和实验室研究加以测试和验证。”Han说。(李木子)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1098/rspb.2021.1651