Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Теория игр против «генов устойчивости»

Машинное обучение помогает найти бактерии, устойчивые к лекарствам

Татьяна Матвеева, «Научная Россия»

Новое программное обеспечение (Prediction of Antimicrobial Resistance via Game Theory, PARGT), 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 (Chowdhury et al., PARGT: a software tool for predicting antimicrobial resistance in bacteria).

Устойчивость к противомикробным препаратам (antimicrobial resistance, AMR) возникает, когда бактерии или другие микроорганизмы развивают в результате мутации 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 специальный 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.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

инфекционные болезни геномика биоинформатика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Нокаутированные клетки ответят на все вопросы

Коллекция культур человеческих клеток, нокаутированных практически по каждому из генов, позволит получить ответы на огромное количество вопросов биологии клетки.

читать

Инновационные технологии в лабораторной диагностике

Под современной диагностикой понимается не просто обнаружение болезни на ранней стадии, а скорее констатация риска ещё не начавшегося заболевания. То, что происходит сейчас в так называемой персонифицированной и, обратим внимание, уже практической медицине, впечатляет даже профессионалов.

читать

От остеопороза и пневмонии

Препараты, используемые для лечения постменопаузального остеопороза, снижают риск и тяжесть течения пневмонии.

читать

Это не игрушка

Устройство для экспресс-диагностики инфекций урогенитального тракта нужно крутить так же, как обычный спиннер.

читать

Потушить воспаление

Препарат для лечения алкоголизма успокаивает чрезмерное воспаление и помогает выжить мышам с сепсисом.

читать

Имплантаты с шипами

Нанопластинки графита на поверхности медицинских инструментов и имплантатов уничтожают 99,99% бактерий, не вредя клеткам пациента.

читать