近怒江防火门胶，MIT 的科学开发了套叫 DefensePredictor 的 AI 模型，可以从细菌的基因组里快速找出那些隐藏的御系统。

研究人员先用约 1.7 万个细菌基因组训练这个模型。他们给模型看了两类蛋白质：类是约 1.5 万个已知能抵抗病毒的御蛋白，另类是约 18.6 万个负责日常务的普通蛋白。通过反复比较这两类蛋白的特征，比如基因长度、周围的邻居基因、DNA 序列里的特殊模式，AI 学会了快速区分谁是御战士，谁是普通居民。日前，相关论文发表在《科学》杂志上。

论文作者只有三位，他们分别是 MIT 博士生 Peter DeWeirdt、前 MIT 研究支持助理目前在美国约翰霍普金斯大学读博的 Emily Mahoney 以及 MIT 教授 Michael Laub。其中，Peter DeWeirdt 还曾在辉瑞公司实习过。

图 | 从左到右：Peter DeWeirdt、Emily Mahoney、Michael Laub（来源：Linkedin）

奥力斯    PVC管道管件粘结胶价格     联系人：王经理    手机：18231788377（微信同号）    地址：河北省任丘市北辛庄乡南代河工业区/p>

很多人都知道，细菌和病毒之间的战争，已经了数十亿年。病毒是地球上数量多的生物，每天能消灭 10 到 25 的细菌。为了活下来，细菌进化出了各种各样的御武器。

有些武器已经被人类拿来用了怒江防火门胶，比如大名鼎鼎的 CRISPR 基因编辑工具，它初就是从细菌的疫系统里发现的。不过细菌的御武器库还远没有被人类摸清楚。

传统法找这些御系统，就像大海捞针，要么盯着已知御基因附近的区域猜，要么在实验室里手动测试成千上万个 DNA 片段，耗时又费力。

DefensePredictor 的秘密武器是个叫 ESM2 的蛋白语言模型。它能把每个蛋白质转换成组数字，就像给蛋白质拍了张 X 光片，抓住了它的关键特征。模型不仅看目标蛋白自己，还看它前后各两个邻居，因为御基因经常喜欢扎堆住在起。

利用这些信息，模型能在几分钟内扫描完个细菌的全部基因组，找出有可能的御系统候选者。DefensePredictor 正是通过这种观察蛋白质的社交圈，来判断它是不是御战士。而假如换成以前的做法，这可能需要好几个月。

为了检验这套系统到底准不准，研究团队做了个实验。他们用 DefensePredictor 扫描了 69 株不同的大肠杆菌，找出了 624 个被预测为御相关的蛋白簇，其中过 100 个跟已知的细菌疫系统没有任何关系。

研究人员从中挑选了 94 个进行实验室验证，把它们克隆进大肠杆菌细胞里怒江防火门胶，然后用 24 种不同的病毒去攻击。结果有 42 个系统成功保护了细菌，验证率达到了 45。模型给出的预测分数跟实验验证率度相关，分数越，PVC管道管件粘结胶越有可能是真的御系统。这也意味着 AI 的预测是可靠的，可以大大缩小科学需要手动测试的范围。

此外，有些系统用的蛋白结构，以前从未在御中被验证过。比如个叫 DS-8 的系统，它携带的金属磷酸酶结构域跟人类疫系统中的某个蛋白长得很像，人类用那个蛋白来调节自身的抗病毒信号通路。这说明细菌和人类的疫系统在进化上可能有着共同的古老根源。

另个叫 DS-11 的系统，用种叫 CBS 的结构域来感应细胞内的能量分子，然后激活自身的伤。还有的系统把核酸酶拆成了两半，这种分体式设计有可能被开发成需要特定信号才能激活的基因编辑工具，故在生物技术域有着巨大的潜力。

这套模型的潜力还远远没有挖尽。当研究人员把 DefensePredictor 应用到 1,000 种不同的微生物上时，它识别出了近 3,000 个与任何已知细菌疫系统都不相似的蛋白簇。这些发现意味着大肠杆菌以及其他细菌所携带的抗病毒御系统，比我们之前以为的要丰富得多。

在 3,000 株大肠杆菌和志贺氏菌的基因组分析中，平均每株细菌能预测出 32 个御基因，而传统工具只能找到 6 个。目前，研究团队已经把 DefensePredictor 作为开源工具提供给全球的科学界，并且会随着新数据的到来持续优化它。

直以来，基因编辑域直在寻找比 Cas9 小巧、的工具，这些新发现的御系统里藏着大量未被开发的核酸酶和新型工作机制。Cas9 虽然强大，但它个头比较大，进入细胞不太便。

如果能从这些新系统里找到迷你的核酸酶，基因疗就会变得安全、。研究人类疫系统的科学也可以从中追溯关键疫元件的进化源头，比如人类体内用来感知病毒 DNA 的 cGAS 蛋白，它的祖先可能就藏在某种细菌的御系统里。

制药域有可能把这些新型系统改造成针对病原菌的抗菌药。现在很多细菌对抗生素产生了耐药，如果能把细菌自己的御武器改造成攻击它们的工具，就有望解决耐药菌的难题。

而 DefensePredictor 的出现，让原本需要数月甚至数年的筛选工作，缩短到了几分钟。未来，随着多新数据的加入，这套模型还会变得聪明，帮我们找到多细菌的秘密武器。

参考资料：

运营/排版：何晨龙

1.本网站以及本平台支持关于《新广告法》实施的“极限词“用语属“违词”的规定怒江防火门胶，并在网站的各个栏目、产品主图、详情页等描述中规避“违禁词”。
2.本店欢迎所有用户指出有“违禁词”“广告法”出现的地方，并积极配合修改。
3.凡用户访问本网页，均表示默认详情页的描述，不支持任何以极限化“违禁词”“广告法”为借口理由投诉违反《新广告法》，以此来变相勒索商家索要赔偿的违法恶意行为。