Добавить новость
ru24.net
News in English
Ноябрь
2023

How Generative AI Could Help Us Predict the Next Pandemic

0

Viruses have an uncanny ability to rapidly evolve. Covid-19 is a stark example. As the virus mutated from beta to delta to omicron, the pandemic dragged on and the world shut down. Scientists scrambled to adapt vaccines and treatments to new variants. The virus had the upper hand; we were playing catch-up.

An AI developed by Harvard University could turn the tide by allowing us to predict new variants before they arrive. Called EVEscape, the AI is a kind of machine “oracle” for viral evolution.

Trained on data collected before the pandemic, the algorithm was able to predict frequent mutations and troubling variants for Covid-19 and generated a list of future concerning variants too. The heart of the tool is a generative AI model, like the ones powering DALL-E or ChatGPT, but it includes several carefully selected biological factors to better reflect viral mutations.

The tool wasn’t built for Covid-19 only: It also accurately predicts variants for flu viruses, HIV, and two understudied viruses that could spark future pandemics.

“We want to know if we can anticipate the variation in viruses and forecast new variants,” said Dr. Debora Marks, who led the study at the Blavatnik Institute at Harvard Medical School. “Because if we can, that’s going to be extremely important for designing vaccines and therapies.”

There was a strong push to use AI to predict viral mutations during the acute phases of the pandemic. While useful, most models relied on information about existing variants and could only produce short-term predictions.

EVEscape, in contrast, uses evolutionary genomics to peek into a virus’s ancestry, resulting in longer forecasts and, potentially, enough time to plan ahead and fight back.

“We want to figure out how we can actually design vaccines and therapies that are future-proof,” said study author Dr. Noor Youssef.

Evolved to Evolve

Though viruses are extremely adaptable to the pressures of natural selection, they still evolve like other living creatures. Their genetic material randomly mutates. Some mutations decrease their ability to infect hosts. Others kill their hosts before they can multiply. But sometimes, viruses stumble across a Goldilocks variant, one that keeps the host healthy enough for the bug to reproduce and spread like wildfire. While great for the survival of viruses, these variants spark global catastrophes for humanity, as in the case of Covid-19.

Scientists have long sought to predict viral mutations and their effects. Unfortunately, it’s impossible to predict all possible mutations. A typical coronavirus has roughly 30,000 genetic letters. The number of potential variants is greater than all the elementary particles—that is, electrons, quarks, and other fundamental particles—in the universe.

The new study zoomed in on a more practical solution. Forget mapping each variant. With limited data, can we at least predict the dangerous ones?

Let’s Play Villain

The team turned to EVE, an AI previously developed to hunt down disease-causing genetic variants in humans. At the algorithm’s core is a deep generative model that can predict protein function without solely relying on human expertise.

The AI learned from evolution. Like archeologists comparing skeletons from hominin cousins to peek into the past, the AI screened DNA sequences encoding proteins across species. The strategy turned up genetic variants in humans critical for health—for example, those implicated in cancer or heart problems.

“You can use these generative models to learn amazing things from evolutionary information—the data have hidden secrets that you can reveal,” said Marks.

The new study retrained EVE to predict concerning genetic variants in viruses. They used SARS-CoV-2, the virus behind Covid-19, as a first proof of concept.

The key was integrating the virus’s biological needs into the AI’s data set.

A virus’s core drive is survival. They rapidly mutate, which sometimes leads to genetic changes that can dodge vaccines or antibody treatments. However, the same mutation may damage a virus’s ability to grasp onto its host and reproduce—an obvious disadvantage.

To rule out these kinds of mutations, the AI compared protein sequences from a broad range of coronaviruses discovered before the pandemic—the original SARS virus, for example, and the “common cold” virus. This comparison revealed which parts of the viral genome are conserved. These genetic stewards are foundational to the virus’s survival. Because other coronaviruses and SARS-CoV-2 share a common genetic ancestry, mutations to these genes likely result in death rather than viable variants.

By contrast, the AI predicted spike proteins to be the flexible component of the virus mostly likely to evolve. Dotted along the virus’s surface, these proteins are already targets for vaccines and antibody therapies. Changes to these proteins could lower the efficacy of current therapies.

Back to the Future

Hindsight is 20/20 when analyzing a pandemic. But having a glimpse of what may come—rather than trying to play catch-up—is essential if we’re to nip the next pandemic in the bud.

To test the AI’s predictive powers, the team matched its predictions to the GISAID (Global Initiative on Sharing All Influenza Data) database to gauge their accuracy. Despite its name, the database contains 750,000 unique sequences of coronavirus genetic sequences.

EVEscape identified variants most likely to spread—like delta and omicron, for instance—with 50 percent of its top predictions seen during the pandemic as of May 2023. When pitted against a previous machine learning method, EVEscape was twice as good at predicting mutations and forecasting which variants were most likely to escape from antibody treatments.

Remembering the Past

EVEscape’s superpower is that it can be used with other viruses. Covid has dominated our attention for the past three years. But lesser-known viruses lurk in silence. Lassa and Nipah viruses, for example, sporadically break out in West African and Southwest Asian countries and have pandemic potential. The viruses can be treated with antibodies, but they rapidly mutate.

Using EVEscape, the team predicted escape mutations in these viruses, including those already known to evade antibodies.

Combining evolutionary genetics and AI, the work shows that “the key to future success relies on remembering the past,” said Drs. Nash D. Rochman and Eugene V. Koonin at the National Center for Biotechnology Information and National Library of Medicine in Maryland, who were not involved in the study.

EVEscape has the power to predict future variants of viruses—even those yet unknown. It could estimate the risk of a pandemic, potentially keeping us one step ahead the next outbreak.

The team is now using the tool to predict the next SARS-CoV-2 variant. They track mutations biweekly and rank each variant’s potential for triggering another Covid wave. The data is shared with the World Health Organization and the code is openly available.

To Rochman and Koonin, the new AI toolkit could help thwart the next pandemic. We can now hope “COVID-19 will forever remain known as the most disruptive pandemic in human history,” they wrote.

Image Credit: A SARS-CoV2 virus particle / National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Вербовку Зеленского могут успешно применить?!

Директор Росгвардии генерал армии Виктор Золотов принял участие в посвященных 100-летию дивизии имени Ф.Э. Дзержинского торжественных мероприятиях

Легенда о «300-х русских школах» в Азербайджане

В Красноярском крае будут судить азербайджанца, который в 2006 году избил и изнасиловал певицу


Опубликован список авиакомпаний и их цены на перелёты в Таиланд этим летом

Новые звуковые зубные щетки Revyline RL 075 в персиковом цвете появились в Новосибирске

Пьяный гражданин Азербайджана из Тулы поехал в гости к брату и открыл стрельбу в Кургане

Сохраним океан для планеты с Waldorf Astoria Seychelles Platte Island


PGA Tour Commissioner Jay Monahan shuts down Saudi agreement rumors: “complex scenario”

Anthony Joshua-Daniel Dubois: Two-Weight World Champion Has No Doubt Who Hits Harder

Sophie Turner Keeps it Glam While Attending Grand Opening of Peninsula London

Bradley Wiggins accused of ‘trashing’ posh VW campervan as pals say bankrupt cyclist has sold his medals and shirts


Axenix перевел разработку платформы In.Plan на сервисы Yandex Cloud

Кураторам платных парковок Екатеринбурга пригрозили уголовным делом

Врач предупредил о смертельной опасности спорта после застолья

Пьяный гражданин Азербайджана из Тулы поехал в гости к брату и открыл стрельбу в Кургане


Вышла мобильная игра Super Marionette Hero про Пиноккио в Аду

BarbarQ 2 вошёл в стадию ЗБТ на Android в Китае

Мафия-НН: С юных ногтей будем учиться вгрызаться в двери, закрывающие ментальные миры.

Гайд по Earn to Die Rogue: мифические предметы, билды и режимы


Відомий аграрій Кормишкін, складає свої депутатські повноваження


Топ-5 самых ярких зарубежных архитектурных проектов на первичном рынке Москвы

Московский аэропорт Домодедово и Всероссийское общество инвалидов заключили соглашение о сотрудничестве

За прошедшую неделю подмосковные росгвардейцы обеспечили безопасность более 200 мероприятий




Более 40 новых автобусов закупят в «Мострансавто» Мытищ до конца года

Политолог Марков: Джефф Монсон принял ислам в Москве

Показ мод, объединивший европейские и африканские мотивы, стал ярким событием вечерней программы фестиваля «Планета Юго-Запад»

Проект Детского радио – победитель второго грантового конкурса Президентского фонда культурных инициатив


Турфирма заплатит москвичу компенсацию в трехкратном размере за сорванный отдых

Тихая революция и финальный штрих: Президент убрал последний костяк Шойгу из Минобороны

Хороший веник, полынь и не простая мочалка: как правильно париться в бане

Монографии о Сталине помог родится спектакль «Пастырь» — исследователь


Лучший теннисист Казахстана узнал позицию в обновленном рейтинге ATP

Экс-теннисист Ольховский: россияне могут хорошо выступить на Уимблдоне

Людмила Самсонова не отдала голландскую траву // Она продолжила серию российских побед на теннисном турнире в Хертогенбосе

Самсонова обыграла Александрову и вышла в финал турнира WTA в Хертогенбосхе


В Москве суд арестовал основателя «школы хакеров» за публикацию фейков о ВС РФ

Источник 360.ru: ужа нашли в салоне Nissan после автосервиса

Патриарх Кирилл постановил именовать 22 июня днем принесения «Троицы» в Троице-Сергиеву лавру

Тихая революция и финальный штрих: Президент убрал последний костяк Шойгу из Минобороны


Музыкальные новости

«Моцарт vs Шопен» от Amadeus Concerts

«12 Шедевров Моцарта» от Amadeus Concerts

Сказка театра Ульгэр в Бурятии «Волшебный платок бабушки Дари» - это захватывающее путешествие в мир волшебства - Театр и Цирк, Культура и Концерт, Россия и Дети:

В безобразном состоянии: Андрей Разин забросил могилу своего 16-летнего сына



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Отделение СФР по Москве и Московской области выплатило единовременное пособие при передаче ребенка на воспитание в семью 474 семьям региона

Галина Ржаксенская впервые стала участником ПМЭФ в Санкт-Петербурге

Как Россия уступила Азербайджану значительные территории Дагестана и два села

СЕНСАЦИОННЫЙ ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА.


Концертный директор для музыкантов. Концертный директор для певцов. Концертное агентство в Москве. Букинг агентство. Организация концертов и гастролей.

В аэропорту Пулково задержали девять рейсов и отменили еще два

Сергей Собянин. Главное за день

В Бурчтии в театре кукол «Ульгэр» 14-16 июня пройдут «Волшебные выходные»! - Театр и Цирк, Культура и Концерт, Россия и Дети


Фест, байк, рок-н-ролл. Как в Москве отметили День мотоциклиста

В Москве движение на участке Боровского шоссе перекрыли из-за осадков

Движение на участке Боровского шоссе в Новой Москве ограничили из-за подтопления

Движение на участке Боровского шоссе приостановлено из-за сверхинтенсивных осадков


СЕНСАЦИОННЫЙ ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА.

СЕНСАЦИОННЫЙ ДОКЛАД ПРО ДЕЛО СКРИПАЛЕЙ, САФРОНОВА, ГОЛУНОВА.

Путин летит к Ким Чен Ыну. Россия и Северная Корея станут стратегическими партнёрами

ЯНДЕКС, АЛЕКСАНДР ПУШКИН, АНАТОЛИЙ ГОЛОД И "СВЯТОЙ ЛЕНИН" ВЕДУТ СЛЕДСТВИЕ ВЕКА! ВАЖНЫЕ СЕРЬЁЗНЫЕ ДАННЫЕ.


ПМЭФ-2024: премиальный бренд HONGQI представил на Форуме свои флагманские и новые модели

Зачем Марина Александрова уехала из Москвы в сибирскую глушь




В России запустили бесплатного цифрового ЗОЖ-помощника

В Москве убийца пожилых инвалидов засунул сборник нот в тело жертвы

Врач-дерматолог Мадина Байрамукова: что делать с "мурашками» на коже

Московский аэропорт Домодедово и Всероссийское общество инвалидов заключили соглашение о сотрудничестве



Военно-спортивный фестиваль Росгвардии в «Лужниках» собрал более 20 000 москвичей и гостей столицы

В УФСИН России по Республике Дагестан прошли лично-командные соревнования по легкой атлетике

Резидент «Инсайт Люди» Дмитрий Зубов установил мировой рекорд по чеканке мяча

Красногорск первым встретил участников международного супермарафона Москва-Минск




Москва-Пекин. Собянин в Китае подписал соглашение о сотрудничестве

Сергей Собянин: Активно укрепляем отношения с Китаем

Собянин: Москва и Пекин подписали программу сотрудничества на 2024-2026 годы

Собянин рассказал о росте турпотока из Китая


По каким признакам можно распознать машину-«утопленника»: лайфхак

Российские компании придерживаются собственного подхода в ESG

Бизнес-омбудсмен Москвы оказывает поддержку НМСП

Обмен электронными транспортными накладными стал доступен участникам «Биржи грузоперевозок ATI.SU»


Свадебный кошмар: в Петербурге спа-салон «подарил» невесте и ее подруге ожоги

Т.Ю.Базаров. Галина Михайловна Андреева – основатель отечественной школы социальной психологии

Патриарх Кирилл постановил именовать 22 июня днем принесения «Троицы» в Троице-Сергиеву лавру

Источник 360.ru: ужа нашли в салоне Nissan после автосервиса


Более 39 млн рублей направлено на летний отдых и оздоровление детей-сирот в Архангельской области

Актера Игоря Меркулова похоронят на Николо-Архангельском кладбище

Express: АПЛ «Архангельск» представляет большую угрозу инфраструктуре НАТО

Ниже воды: как идет обновление подводного флота России


Выставка-посвящение «Первая дама советской скульптуры»

Фольклорно-литературная программа «Сказки детства, полные чудес, нас уводят в царство тридесятое»

Футболисты ЮФУ одержали три победы в домашнем турнире

Аварийное отключение электроэнергии произошло почти в тридцати населенных пунктах Крыма


Икону «Святая Троица» доставили к Троице-Сергиевой лавре

Монографии о Сталине помог родится спектакль «Пастырь» — исследователь

Турфирма заплатит москвичу компенсацию в трехкратном размере за сорванный отдых

Патриарх Кирилл постановил именовать 22 июня днем принесения «Троицы» в Троице-Сергиеву лавру












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Экс-теннисист Ольховский: россияне могут хорошо выступить на Уимблдоне






Икона «Святая Троица» Рублева вернулась в Троице-Сергиеву лавру

"V1": в Волгограде иностранец надругался над женщиной в туалете магазина

Путин утвердил закон о «праве на забвение» для поисковых систем

Freitag: Африка избавляется от влияния Запада. Россия делает ставку на молодых лидеров