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利用AI模型发现——

细菌拥有数以千计潜在新型免疫系统

2026年04月07日 科技日报 张梦然
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据最新一期《凯发k8》杂志报道,美法两国凯发k8家用算法预测细菌的防御“装备”,通过机器学习技术,揭示了细菌免疫系统的庞大复杂性与多样性。两项独立研究利用不同AI预测模型,从海量细菌基因数据中发现了数千个潜在的新型抗噬菌体(感染细菌的病毒)防御系统,为未来生物技术开发提供了丰富的资源。

在第一项研究中,美国麻省理工学院团队开发了名为“DefensePredictor”的机器学习模型。该模型通过分析蛋白质的基因序列及其在基因组中的上下文信息,预测其是否参与免疫防御。团队在69种大肠杆菌菌株中验证了该模型,成功预测出数百个未知的免疫系统,并实验证实了其中42个具备防御功能。进一步对上千个细菌基因组的分析,发现了近3000个有别于已知体系的蛋白质簇。目前,该预测工具已开源。

另一项由法国巴黎巴斯德研究所团队开展的研究,则构建了另一套机器学习模型,用于大规模筛查抗噬菌体防御系统。该研究将其模型应用于超过1.2亿个细菌基因组中的蛋白质,最终识别出多达数十万个候选的抗噬菌体蛋白家族。

这两项研究相互印证,表明细菌用于抵御病毒入侵的免疫机制,在自然界中存在的广度与多样性达到了前所未有的新高度。

细菌免疫系统能够精准靶向并切割噬菌体的特定基因序列,从而保护自身。这种分子级别的精准防御机制,此前已为CRISPR基因编辑技术的诞生提供了核心灵感。新发现的数以千计的抗病毒系统,预示着其中可能蕴藏着更多具有独特功能的分子工具,有望推动基因编辑、新型抗菌疗法等下一代生物技术的突破。

这些发现也极大地扩展了微生物免疫学的研究版图。随着更多新型细菌免疫系统被解析与理解,人类对微生物界的认知将更为深入,并可能从中发掘出更多可用于医学和工业领域的强大工具。

打印 责任编辑:宋同舟

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