Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Approccio di apprendimento automatico efficace nella diffusione di predizione di resistenza a antibiotici

I geni non solo sono ereditati con la nascita. I batteri hanno la capacità di passare l'un l'altro i geni, o selezionili su dal loro ambiente, con un trattamento chiamato trasferimento orizzontale del gene, che è un colpevole importante nella diffusione di resistenza a antibiotici.

Apprendimento automatico usato ricercatori di Cornell per ordinare gli organismi dalle loro funzioni e per usare questi informazioni per predire con accuratezza quasi perfetta come i geni sono trasferiti fra loro, un approccio che potrebbe potenzialmente essere usato per fermare la diffusione di resistenza a antibiotici.

Il documento del gruppo, “funzioni predice il trasferimento orizzontale del gene e l'emergenza di resistenza a antibiotici,„ 22 ottobre pubblicato nella scienza avanza. L'autore principale è studente di laurea Hao Zhou.

Gli organismi possono acquistare basicamente i geni di resistenza da altri organismi. E così aiuterebbe se conoscessimo quali organismi batteri stavano scambiando con e non solo quello, ma noi potrebbe capire che cosa sono i fattori di azionamento che implicano gli organismi in questo trasferimento. Se possiamo capire chi sta scambiando i geni con cui, quindi forse dare la comprensione in come questo realmente accade e possibilmente anche gestisca questi trattamenti.„

Ilana Brito, assistente universitario ed il collega della facoltà di Sesquicentennial della famiglia di Mong nell'assistenza tecnica biomedica nella facoltà di ingegneria e nell'autore senior del documento

Molti tratti novelli sono divisi con il trasferimento del gene. Ma gli scienziati non hanno potuti determinare perché alcuni batteri si impegnano nel trasferimento del gene mentre altri non fanno.

Invece di verificare le diverse ipotesi, il gruppo di Brito ha guardato ai genoma dei batteri ed alle loro varie funzioni - che possono variare dal replicazione del dna a metabolizzare i carboidrati - per identificare le impronte che indicano “chi„ operazione swap i geni e che cosa stava determinando queste reti dello scambio.

Il gruppo di Brito ha usato parecchi modelli di apprendimento automatico, di cui ciascuno hanno preso in giro fuori i fenomeni differenti inclusi nei dati. Ciò ha permesso loro di identificare le reti multiple dei geni di resistenza a antibiotici differenti ed attraverso gli sforzi dello stesso organismo.

Per lo studio, i ricercatori messi a fuoco sugli organismi connessi con terreno, gli impianti e gli oceani, ma il loro modello è egualmente ben adattati guardare gli organismi e gli agenti patogeni umano-associati, quali il baumannii dell'acinetobatterio ed Escherichia coli ed all'interno degli ambienti localizzati, quale il microbiome dell'intestino di una persona.

Hanno trovato che i modelli di apprendimento automatico erano particolarmente efficaci una volta applicati ai geni di resistenza a antibiotici.

“Penso che uno di grandi takeaways qui sia che la rete dello scambio batterico del gene - specificamente per resistenza a antibiotici - è prevedibile,„ Brito abbia detto. “Possiamo capirlo esaminando i dati e possiamo fare meglio se realmente esaminiamo il genoma di ogni organismo. Non è un trattamento casuale.„

Uno dei risultati più sorprendenti era che la modellistica ha predetto molti trasferimenti possibili di resistenza a antibiotici fra i batteri e gli agenti patogeni umano-associati che ancora non sono stati osservati. Questo il probabile, eppure inosservati, eventi di trasferimento era quasi esclusivi ai batteri umano-associati nel microbiome dell'intestino o nel microbiome orale.

La ricerca è emblematica del centro recentemente lanciato di Cornell per la resistenza antimicrobica, conciliante Brito, che servisce sul comitato di coordinamento del centro.

“Si può immaginare che se possiamo predire a come diffusione di questi geni, noi potrebbe potere interviene o sceglie un antibiotico specifico, dipendendo che cosa vediamo nell'intestino di un paziente,„ Brito ha detto. “Più largamente, possiamo vedere dove determinati tipi di organismi sono preveduti per trasferire con altri in un determinato ambiente. E pensiamo che ci potrebbero essere obiettivi antibiotici novelli nei dati. Per esempio, geni che potrebbero paralizzare questi organismi, potenzialmente, in termini di loro capacità di persistere in determinati ambienti o di acquistare questi geni.„

Source:
Journal reference:

Zhou, H., et al. (2021) Functions predict horizontal gene transfer and the emergence of antibiotic resistance. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abj5056.