Новосибирский центр «Вектор» изучает новые вирусы с помощью ИИ
Искусственный интеллект и синхротронное излучение используют при работе с неизвестными патогенами
ИИ стал инструментом, который новосибирские вирусологи используют для изучения ранее неизвестных вирусов. Результаты работы были представлены на форуме OpenBio-2026. Запись есть в распоряжении Inforpo54.
Учёные считают новый метод перспективным. В государственном центре вирусологии и биотехнологии «Вектор» с его помощью получили информацию как минимум о трёх новых вирусах.
— Благодаря современным технологиям метагеномного секвенирования мы уже умеем активно выявлять новые вирусы, в том числе на территории нашей страны. Однако мы сталкиваемся с одной большой глобальной проблемой: мы выявляем лишь последовательности геномов новых вирусов, и большинство из них остаются некультивируемыми в лабораторных условиях. Это затрудняет изучение их свойств классическими вирусологическими методами, — говорит кандидат биологических наук, заведующая лабораторией, старший научный сотрудник отдела молекулярной вирусологии ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора Анастасия Гладышева.
Учёные применяют структурный подход к прогнозированию свойств новых вирусов, исходя из принципа, что белки со схожей функцией, как правило, имеют схожую структуру. Зная структуру, можно экстраполировать данные на функции. Основной инструмент — моделирование с использованием методов машинного обучения.
— Появление этих методов сделало прорыв в области структурной биологии. Однако, когда речь идёт об изучении структуры и свойств новых вирусов, мы сталкиваемся с некоторыми трудностями. Настоящие модели в большинстве случаев дают низкодостоверные структуры. И даже если мы получаем структуры с высоким коэффициентом достоверности, они по-прежнему требуют экспериментальной валидации, — объясняет Анастасия Гладышева.
Для подтверждения данных «Вектор» использует синтетические методы: зная последовательности геномов новых вирусов, учёные воссоздают их и с помощью рекомбинантных технологий получают белки. Затем с использованием синхротронных методов экспериментально расшифровывают структуру этих белков. Первым примером такой работы стал вирус Хасеки. Он был впервые идентифицирован сотрудниками «Вектора» в ходе ретроспективного исследования сывороток крови пациентов, которые обратились за медицинской помощью после укуса клещей во Владивостоке. Клиническая картина была схожа с обычным ОРВИ.
— В этих сыворотках мы обнаружили РНК нового вируса, которому дали название вирус Хасеки. Этот вирус до настоящей работы оставался полностью не аннотированным, поскольку имеет низкое сродство последовательностей с близкородственными вирусами, и остаётся некультивируемым. Таксономически он до сих пор не классифицирован, — говорит вирусолог.
С помощью ИИ учёные нашли в геноме вируса ключевые ферменты. А для одного белка, SP-1, выяснили: его структура уникальна и не встречается в международной базе данных.
Второй пример — сразу несколько вирусов из семейства Nairoviridae. Их нашли в последние пять лет в Японии, Китае и России. Они вызывают лихорадку у человека. На основе этих данных учёные создали прототипы тест-систем. С их помощью у людей в регионах, граничащих с Китаем, нашли антитела к новым вирусам.
Вирусологи, ведущие данную работу, подчёркивают, что изучение новых вирусов — важная задача. В стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, утверждённой в 2024 году, биологические угрозы обозначены как один из вызовов для общества, государства и науки.
Infopro54
