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計(jì)算方法的速度可以幫助尋找新的抗生素

2019-04-30 09:08:53 ? 來源：

一個(gè)由美國和俄羅斯計(jì)算機(jī)科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種算法，可以快速搜索大量數(shù)據(jù)庫，以發(fā)現(xiàn)已知抗生素的新變種 - 這是對抗抗生素抗性的潛在福音。

研究人員在最新一期的“自然微生物學(xué)”雜志上報(bào)告說，在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，該算法被稱為VarQuest，其鑒定的肽天然產(chǎn)物(PNP)變體的數(shù)量是以前所有PNP發(fā)現(xiàn)工作的10倍。卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計(jì)算生物學(xué)系助理教授Hosein Mohimani表示，此前的搜索可能需要數(shù)百年的計(jì)算時(shí)間。

“我們的研究結(jié)果表明，微生物產(chǎn)生的抗生素比假設(shè)的多得多，”Mohimani說。他指出，VarQuest發(fā)現(xiàn)了超過一千種已知抗生素的變體，提供了微觀生物學(xué)家在一次研究一種抗生素時(shí)無法獲得的全局視角。

加州大學(xué)圣地亞哥分校計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Mohimani和Pavel A. Pevzner設(shè)計(jì)并指導(dǎo)了這項(xiàng)工作，其中包括俄羅斯圣彼得堡國立大學(xué)的同事。

PNP在藥理學(xué)方面具有無與倫比的記錄。許多抗微生物和抗癌劑是PNP，包括所謂的“萬不得已的抗生素”，萬古霉素和達(dá)托霉素。隨著對抗生素藥物抗性的關(guān)注越來越多，找到更有效的已知抗生素變體是一種保持抗生素藥物臨床療效的方法。

近年來，隨著高通量方法的出現(xiàn)，對這些新型變體的研究得到了推動(dòng)，這些方法可以批量處理環(huán)境樣品，而不是一次處理一個(gè)。研究人員最近還推出了全球天然產(chǎn)物社會(huì)(GNPS)分子網(wǎng)絡(luò)，這是一個(gè)由全球研究人員收集的天然產(chǎn)物質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫。位于加州大學(xué)圣地亞哥分校的GNPS已經(jīng)包含了超過10億個(gè)質(zhì)譜。

Mohimani說，GNPS代表了藥物發(fā)現(xiàn)的金礦。他補(bǔ)充說，VarQuest算法采用更智能的方式對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行索引以增強(qiáng)搜索，應(yīng)該有助于GNPS實(shí)現(xiàn)其承諾。

Mohimani說：“自然產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)正在變成大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，該領(lǐng)域必須為收集，存儲(chǔ)和理解大數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。”“VarQuest是消化社區(qū)已收集的大數(shù)據(jù)的第一步。”

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