科技前沿：中澳联合研究团队利用人工智能揭示超过16万种新病毒

近期，中国和澳大利亚科学家共同完成的一项国际联合研究，通过人工智能（AI）工具的运用，发现了大量新的RNA病毒种类，显著提升了我们对RNA病毒多样性和病毒演化历史的认知。这项研究不仅标志着迄今为止最大的病毒物种发现本文的发表，也展示了人工智能技术在生命科学领域的巨大潜力。

一、研究背景

病毒是一种无处不在的微生物，然而迄今为止，人类所识别的病毒种类仅约有五千种，这只是病毒世界中的冰山一角。
RNA病毒作为其中最神秘的一类微生物，在自然界中数量众多且广泛分布，甚至可能参与了早期生命的起源。
由于RNA病毒种类繁多且高度分化，传统方法难以识别和发现这些病毒。
因此，对于新病毒的发现方法和效率亟待改进。

二、人工智能在病毒发现中的应用

针对这一问题，研究团队采用了基于人工智能的方法，通过机器学习搜索公开数据库中存档的基因组样本，成功发现了大量新的RNA病毒。
这一方法主要依赖于一种名为LucaProt的深度学习模型，该模型基于Transformer框架，能够通过输入蛋白质序列预测来识别病毒的核心蛋白。
利用这一模型，研究团队在全球生物环境样本中进行了病毒挖掘，发现了大量潜在的新病毒种类。
值得一提的是，这一AI模型中包含一种名为ESMFold的蛋白质预测工具，该工具由美国科技巨头Meta的研究人员开发。

三、研究内容及成果

在这项研究中，研究团队利用上述AI系统对来自全球的生物环境样本数据进行了全面的分析。
他们发现了513134条病毒基因组，代表161979个潜在病毒种及180个RNA病毒超群。
这一发现使RNA病毒超群的数量扩容约9倍，病毒种类增加近30倍。
其中，绝大多数病毒基因组都已经测序并存储在公共数据库中，但由于它们之间的差异巨大，使得识别工作极为困难。

此项研究取得了多个病毒学领域的新发现：首先是最长的RNA病毒基因组的发现，长度达到47250个核苷酸；其次是对RNA病毒基因组进化的认识得到了提升，展示出了RNA病毒的进化灵活性远超之前的认知；最后是在极端环境中，如高温的深海热泉等环境中，RNA病毒依旧存在多样性。
这些成果揭示了病毒圈的暗物质含义，即那些差异巨大的病毒序列所代表的信息。

四、研究意义及未来展望

这项研究意义重大，它不仅揭示了病毒的多样性远超人类想象，还预示着未来的病毒分类体系可能会有大规模的调整。
这一研究方法的应用前景广阔。
未来不仅可以将这种方法应用于其他病毒学领域的问题解决中，如新病毒的致病性预测、下一次大流行的可能源头等问题的探索；还可以将其应用于细菌和寄生虫的研究中。
同时，这一方法对于疾病防控和新病原的快速识别具有极其重要的意义。
特别是在疫情暴发时，人工智能的速度和精度可以帮助科学家更快地锁定潜在病原体。
施莽教授表示他们计划进一步研究病毒与宿主的关系以及能够感染特定宿主的病毒群的问题。
他表示：“我们的目标是找到真正感染宿主细胞的病毒。
”这不仅为我们认识和理解微生物世界开辟了新的途径，也让我们能更好地应对可能的公共卫生危机。
总之这项开创性的研究展示了人工智能在生命科学领域的巨大潜力并开启了新一轮的科学探索之旅。
我们有理由相信随着技术的不断进步将会有更多的重大发现在未来等待我们去探索发现。

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