Новое программное обеспечение, разработанное учеными из Университета штата Вашингтон (США), помогает выявить гены, которые делают бактерии устойчивыми к лекарствам.
Новое программное обеспечение, разработанное учеными из
Университета штата Вашингтон (США), помогает выявить гены,
которые делают бактерии устойчивыми к лекарствам, сообщает
пресс-служба вуза. Результаты работы опубликованы в
журнале Scientific Reports.
Устойчивость к противомикробным препаратам (AMR) возникает, когда
бактерии или другие микроорганизмы развиваются или приобретают
гены, которые кодируют механизмы лекарственной устойчивости.
Например, у бактерий, вызывающих стафилококковые или
стрептококковые инфекции или заболевания, такие как туберкулез и
пневмония, развились штаммы, на которые не действуют
лекарственные препараты, в том числе антибиотики.
Поскольку крупномасштабное генетическое секвенирование сегодня
стало проще, исследователи ищут гены, ответственные за
устойчивость к препаратам. Чтобы точнее и быстрее определить
AMR-устойчивые гены, ученые разработали специальынй алгоритм
машинного обучения.
Программа использует признаки «белков устойчивости», а не
сходство последовательностей генов для идентификации AMR-генов.
Исследователи обратились к теории игр, инструменту, который
используется в нескольких областях (особенно в
экономике) для моделирования стратегических взаимодействий
между игроками. Как ни странно, теория игр помогает
идентифицировать AMR-гены. Используя алгоритм машинного обучения
и подход теории игр, исследователи изучили взаимодействие
нескольких характеристик генетического материала, включая его
структуру и физико-химические и композиционные свойства белковых
последовательностей, а не просто сходство последовательностей.
«Достоинство этой программы заключается в том, что мы можем
фактически обнаружить AMR в недавно секвенированных геномах», –
отмечают авторы работы.
Команда Университета штата Вашингтон рассмотрела «гены
устойчивости», обнаруженные у видов Clostridium, Enterococcus,
Staphylococcus, Streptococcus и Listeria. Эти бактерии являются
причиной многих крупных инфекций и инфекционных заболеваний,
включая стафилококковые инфекции, пищевые отравления, пневмонию и
опасный для жизни колит. Они смогли точно классифицировать «гены
устойчивости» с точностью до 90%.
Они разработали программный пакет, который могут загружать и
использовать другие исследователи для поиска AMR в больших данных
генетического материала. Программное обеспечение также может быть
улучшено с течением времени. Алгоритм также можно будет
переучивать, когда будут появляться новые данные и
последовательности.
[Фото: COURTESY OF CDC]
Источник: news.wsu.edu
Источник: scientificrussia.ru
