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Das Shanghai AI Lab stellt „ViraHInter“ vor, um die Entwicklung antiviraler Medikamente voranzutreiben
Das Shanghai Artificial Intelligence Lab hat in Zusammenarbeit mit der Fudan-Universität, dem Ruijin-Krankenhaus, das der Medizinischen Fakultät der Shanghai Jiao Tong-Universität angegliedert ist, und dem Shanghai Institute for Viral Research ein neuartiges KI-Vorhersagemodell namens „ViraHInter“ vorgestellt. Diese Einführung bedeutet einen großen Fortschritt in der Entwicklung antiviraler Medikamente, da damit vorhergesagt werden kann, wie Viren menschliche Proteine kapern, ohne dass man auf herkömmliche Laborversuche zurückgreifen muss.
ViraHInter nutzt bimodale Daten, die sowohl aus Proteinsequenzen als auch aus Proteinstrukturen stammen. Während herkömmliche Methoden in der Regel entweder Aminosäuresequenzen oder 3D-Strukturen isoliert untersuchen, erfasst ViraHInter auf einzigartige Weise beide gleichzeitig mit hoher Präzision. Das Modell generiert Vollatom-3D-Strukturen von Virus-Wirt-Protein-Komplexen und bildet atomare Beziehungen ab, um das Wirkstoffdesign zu erleichtern. Darüber hinaus nutzt es ein Protein-Sprachmodell, um konservierte Muster zu identifizieren, die trotz schneller viraler Mutationen bestehen bleiben, was die Vorhersagegenauigkeit erheblich verbessert.
Benchmark-Tests unterstreichen die außergewöhnliche Leistungsfähigkeit von ViraHInter. Es erreichte eine Vorhersagegenauigkeit von 0,50 für Interaktionen zwischen viralen und menschlichen Proteinen und übertraf damit AlphaFold3 um das 4,5-Fache sowie andere bestehende Methoden. Das Forschungsteam wandte das Modell auf drei Influenza-Subtypen an und identifizierte erfolgreich 33 gemeinsame Wirtsfaktoren, was sein erhebliches Potenzial bei der Entdeckung antiviraler Medikamente unterstreicht.
Entscheidend ist, dass ViraHInter eine robuste Anpassungsfähigkeit gegenüber neu auftretenden Viren zeigt. Selbst unter strengen Kontrollen der Sequenzhomologie behielt das Modell seine hohe Leistungsfähigkeit bei, was seine breite Anwendbarkeit bei der Bekämpfung neuartiger Krankheitserreger bestätigt. Diese Erkenntnisse bieten vielversprechende neue Ansatzpunkte und Richtungen für die Entwicklung von Therapien gegen Influenza und Coronaviren.
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