Wissenschaftler setzen nun auch Künstliche Intelligenz (KI) ein, um Proteinstrukturen von hunderten Viren zu entschlüsseln. Ein Forscherteam der MRC-University of Glasgow Center for Virus Research (CVR) hat sich in Zusammenarbeit mit der Universität Sydney die Flaviviridae-Familie angeschaut. Die Flaviviridae sind eine Familie von RNA-Viren. Bekannte Mitglieder der Familie sind u. a. die Erreger von Gelbfieber, Dengue, Hepatitis C und Zika, also ganz fiese Möpp.
Mit den Untersuchungen sollten neue Erkenntnisse über die Mechanismen der Viren gewonnen werden, um möglicherweise die Entwicklung von Impfstoffen zu unterstützen. Die Studie dazu wurde unter dem Titel „Mapping glycoprotein structure reveals Flaviviridae evolutionary history“ in Nature veröffentlicht.
Eingesetzte KI-Modelle
Die untersuchte Viren-Familie besitzt sogenannte Glykoproteine, die entscheidend für das Eindringen in Wirtszellen sind. Diese Proteine sind zwar bekannt, aber wissenschaftlich bisher nicht vollständig verstanden. Für die Analyse kamen die von Google Deep Mind und Meta entwickelten KI-Systeme AlphaFold und ESMFold zum Einsatz. Mit ihnen konnten die Eintrittsproteine der Viren identifiziert und klassifiziert werden.
Ein bemerkenswertes Ergebnis der Studie ist, dass durch die Vorhersage der Proteinstruktur bislang unbekannte Glykoproteine in über 100 Arten entdeckt wurden. Dadurch wurden neuen Erkenntnisse in die Evolution und die virologische Vielfalt der Flaviviridae gewonnen. Nach Aussage des Forscherteams erwies sich die Methode der Proteinstrukturvorhersage als deutlich leistungsfähiger als der bisherige Gold-Standard mittels sequenzbasierten Ansätzen.
Überraschend ist auch die Entdeckung eines neuen Eintrittsmechanismus bei Hepatitis C. Bislang war das Wissen über diese Proteine sehr begrenzt, was die Entwicklung eines Impfstoffes erschwerte. Mit den neuen Erkenntnissen hofft das Forscherteam, bald Fortschritte bei der Bekämpfung dieses Virus zu erzielen.
Diese Studie zeigt exemplarisch, wie moderne KI-Technologien auch die Virologie voranbringen und hoffentlich zukünftig bei der Bekämpfung schwerer Viruskrankheiten helfen könnten.