開發新型算法 可辨識逾10倍的天然抗生素種類

2021-01-14 電子發燒友
打開APP
開發新型算法 可辨識逾10倍的天然抗生素種類

發表於 2018-02-09 15:28:38

美國加州大學(University of California；UC)研究團隊發表論文描述一種新型算法，能較之前所有研究多辨識出種類逾10倍的天然抗生素。

據報導，抗藥性已成為全球性的重大問題。許多藥物，包括萬不得已才使用的萬古黴素(vancomycin)和達託黴素(daptomycin)等抗生素都是肽類天然物(Peptidic Natural Product；PNP)。事實上，許多抗菌劑和抗癌劑亦為PNP。

然而，無論在實驗上和運算上，發現新的PNP都是艱難的挑戰。UC研究團隊於《Nature Microbiology》期刊上發表的論文中描述了一種新算法，能較之前所有研究辨識出多逾10倍的PNP。

加州大學聖地牙哥分校(University of California San Diego)計算機科學教授Pavel Pevzner為該論文的通訊作者，該論文共同作者為Pevzner之前的指導學生，現為卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)的運算生物系助理教授Hosein Mohimani。

PNP代表複雜化合物的最後鹼基，而直到最近仍無法用運算研究來發現。PNP是細菌和真菌在求生存的戰鬥過程產生，因此具備成為天然抗生素的龐大潛力。隨著抗菌藥物的耐藥性成為全球關注焦點，藥物迫切需要新的抗生素，而發現天然抗生素的創新方法越來越重要。

該團隊在研究中描述一種用於辨識PNP的新型運算方法VarQuest。VarQuest可一次處理大量質譜數據，因此可應用於高通量的藥物開發管道，如最近發表的Global Natural Products Social(GNPS)分子網絡。GNPS已包含全球收集的10億多個質譜圖，是未來生物活性化合物的金礦。

與現有競爭運算法相比，VarQuest不僅能辨識已知的PNP，且能辨識其新型變體，而這些變體有時在臨床上更有效。對整個GNPS進行的VarQuest分析找出比之前所有方法多逾10倍的PNP變體。

此外，VarQuest揭示了PNP的驚人多樣性，這可能反映了各種細菌物種對不斷變化的環境和競爭的進化適應性，例如，肽抗生素變體庫的持續變化以響應抗生素抗性。

Mohimani表示，天然物(natural product)領域的研究人員正在收集微生物菌株的大規模代謝組學數據，並改用大數據來發現天然物。VarQuest則為理解已在該領域收集到的大數據的第一步。

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 科學家開發出超級抗生素,威力可增強25000倍
    通過對現有抗生素的化學結構進行修飾，最近，科學家開發出了超級抗生素。該超級抗生素不僅具有三重機制可以殺死致命細菌，而且還能抑制細菌變異產生抗藥性。萬古黴素作為治療細菌感染的『最後一道防線』，經常被用來治療所有抗生素都無效的嚴重感染。
  • 新型抗生素的開發距離我們到底有多遠?
    ，然而新型抗生素的研發十分困難，過去40年裡只有兩類新型抗生素上市；儘管如此，科學家們依然投入了大量人力和財力在開發新型抗生素的道路上繼續前行，本文中小編就盤點了多項有望幫助科學家開發出新型抗生素的重磅級研究，分享給各位！
  • 這種新型合成抗生素 可對抗「超級細菌」
    臨床抗生素的濫用導致並加速了超級細菌的蔓延，使針對超級細菌的新型抗生素的研發顯得迫在眉睫。近日，林肯大學的科學家們開發出一種合成的teixobactin藥物並成功治療了小鼠的細菌感染，推動了將teixobactin藥物作為臨床抗超級細菌藥物的進程。
  • 盤點:對抗多重耐藥的10款新型抗生素
    隨著全球各地越來越多的病原菌對現有藥物產生耐藥性，目前已有多款新型抗生素進入長期以來停滯不前的抗生素研發管線，這些新型抗生素為全球的患者帶來了希望。 Image from Dreamstime 近日，Medscape網站盤點了近期已獲美國食品和藥物管理局（FDA）批准或在後期臨床試驗中表現出強大治療潛力的10個抗生素新產品，這10個產品中每一種都為不斷湧現的多藥耐藥性提供了廣泛覆蓋。
  • 新型抗生素或可解決細菌耐藥性
    說了這麼多，你們有沒有對這種抗生素產生好奇心呢？ 許多現有的抗生素（包括青黴素）都是人類通過培養自然界中的微生物而被發現的。細菌通過這些抗生素互相殘殺，爭奪資源。而這些被發現的抗生素都有一個共同的特點，就是對應的細菌都能夠在實驗室培養。這也是該新研究發現的叫做teixobactin的新型抗生素與眾不同的地方。
  • 港媒:香港科學家開發出新型抗生素 或可抵抗「超級細菌」
    參考消息網11月10日報導港媒稱，香港科學家聲稱，通過研發一類性能強大得足以使超級細菌失效的新型抗生素，他們取得了一項重大的醫學突破。香港一所大學的細菌學家們稱，他們開發出了一類功能強大得足以使具有多重抗藥性的超級細菌——包括對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）——失效的抗生素。MRSA是指廣泛存在於醫院、療養院甚至全球各地城市的列車和公共汽車內的一類具有基因獨特性的細菌，它們引起多種難以治療的感染。
  • 超級細菌MRSA有了「剋星」 有望促進開發臨床適用的新型抗生素
    英國《自然》雜誌28日發表的一篇微生物學論文稱，美國科學家發現一類新型抗生素，可以在小鼠模型中殺死耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌
  • 科技話題:天鏈衛星、竹類新種、月球撞擊坑、新型抗生素、深海化能...
    科技話題：天鏈衛星、竹類新種、月球撞擊坑、新型抗生素、深海化能生態系統 2021-01-05 17:00 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 伺服系統在線慣量辨識的新算法
    本文提出一種變周期最小二乘算法進行在線慣量辨識，同時利用卡爾曼觀測器獲取負載轉矩。在分析測速量化誤差對辨識誤差影響的基礎上，將轉速差作為辨識算法執行判據，很好地解決了在低加速度下無法辨識的問題，拓寬了辨識算法的適用範圍。仿真和實驗證明了本文所提算法的有效性。交流伺服系統因其高性能、高精度、高效率的特點廣泛應用於工業自動化、電動汽車、機器人等領域。
  • 抗生素物質波:複合多肽抗生素的量子波性質
    抗生素是一種對細菌有活性的抗菌物質，是對抗細菌感染的最重要的抗菌劑。抗生素藥物被廣泛用於治療和預防此類感染。它們可能殺死或抑制細菌的生長。多肽抗生素是化學上種類繁多的包含非蛋白質多肽鏈的抗感染和抗腫瘤抗生素。
  • 藍色鏈黴菌或可用於製造抗生素
    荷蘭格羅寧根大學的研究人員利用基因挖掘法從藍色鏈黴菌中發現了一組活性基因簇，通過該基因簇可製造出無耐藥性的新型抗生素，該研究有望為鏈黴菌的藥用開發提供一條新思路
  • 抗生素耐藥死結有望解開！科學家用「樂高模塊法」合成新抗生素
    他們選擇了一種天然抗生素鏈球菌素 A，先把這種抗生素分子打碎，拆分成七個被李奇稱為 「樂高積木」 的零件，然後按照原有的抗生素分子骨架，重新組裝起來。半合成製備抗生素是以天然抗生素為原料，通過化學反應對天然產物進行化學修飾來提高它的藥理和藥效學性質。和全合成相比，這種方法可修飾的空間小。同時半合成抗生素在對抗多重耐藥菌時顯示出了局限性。
  • Med Chem Commun:科學家有望開發出治療人類淋病的新型抗生素
    圖片來源：www.sciencedaily.com2017年1月6日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，來自約克大學的研究人員利用一氧化碳釋放分子的治療效應開發出了一種新型抗生素，該抗生素或有望用來治療性傳播感染的淋病，相關研究刊登於國際雜誌Med.
  • Cell重大突破:AI從超1億個分子中預測強力抗生素,殺傷超級耐藥細菌
    2020年2月26日訊 /生物谷BIOON /--一項開創性的機器學習方法已經從1億多個分子中識別出了強大的新型抗生素，包括一種可以對付多種細菌的分子--包括肺結核和被認為無法治癒的菌株。研究人員表示，這種名為halicin的抗生素是第一個被人工智慧發現的抗生素。儘管人工智慧以前曾被用於協助抗生素發現過程的某些部分，但他們表示，這是人工智慧首次在不使用任何人類假設的情況下，從零開始識別出全新種類的抗生素。
  • 「創澳分享」天然植物替代飼用促生長抗生素的研究與展望
    據世界衛生組織的報導，世界每年消耗的抗生素總量90%用於食源動物，其中又有90%是為了提高飼料轉化率；我國每年生產抗生素約21萬噸，其中有10萬噸用於畜禽養殖業。隨著人民群眾對肉品質與健康的訴求日益迫切，農業農村部於2019年7月發布第194號公告，要求在2020年底前退出除中藥外所有促生長類藥物飼料添加劑品種。
  • 抗生素的種類有哪些
    抗生素指由細菌、黴菌或其它微生物在生活過程中所產生的具有抗病原體或其它活性的一類物質。自1940年以來，青黴素應用於臨床，現抗生素的種類已達幾千種。在臨床上常用的亦有幾百種。其主要是從微生物的培養液中提取的或者用合成、半合成方法製造。
  • 今日科技話題：天鏈衛星、竹類新種、月球撞擊坑、新型抗生素、深海化能生態系統
    ——央視新聞客戶端3科學家新識別月球上逾10.9萬個撞擊坑施普林格·自然旗下學術期刊《自然-通訊》最新發表一篇行星科學研究論文稱，科學家們通過機器學習方法，在月球表面識別出之前未識別的逾10.9利用嫦娥一號和嫦娥二號飛行器採集的數據，這個深度神經網絡識別出了109956個撞擊坑，這是之前在月球中低緯區域識別數量的幾十倍。在直徑大於8千米的撞擊坑中，該深度神經網絡估算了其中18996個撞擊坑的年齡。研究人員根據以上結果建立了一個新的月球中低緯區域撞擊坑資料庫。
  • 怎樣開發一款新型天然甜味劑?Siratose給你答案
    近日，美國Senomyx公司正尋求合適的合作夥伴一起開發羅漢果提取物，並期望在2019年底前完成產品的GRAS認證。
  • 百度免費開放AI算法 可將新型冠狀病毒RNA二級結構預測縮短至27秒
    據百度研究院科學家透露，LinearFold 算法可將此次新型冠狀病毒的全基因組二級結構預測從55分鐘縮短至27秒，提速120倍，節省了兩個數量級的等待時間。防控疫情，眾志成城。人工智慧技術正被應用到疫情防控中來。幾天前，百度宣布成立總規模3億元疫情及公共衛生安全攻堅專項基金，用於支持新型冠狀病毒等新疾病的治癒藥物篩選、研發等一系列抗擊疫情工作。
  • 人工智慧找到全新抗生素 可殺死超級耐藥菌
    在動物實驗中，這種全新的抗生素能有效殺死一種對已知所有抗生素都耐藥的超級細菌。這一重磅發現也登上了當期《細胞》雜誌的封面。科學家們是怎麼想到用人工智慧來尋找新型抗生素的呢？在論文的開頭，他們介紹說自青黴素誕生以來，抗生素已經成為了現代醫學的基石之一。然而隨著抗生素的濫用，越來越多的細菌對抗生素產生了耐藥性。