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细菌|研究人员开发软件来发现耐药细菌

细菌|研究人员开发软件来发现耐药细菌
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华盛顿州立大学的研究人员开发了一个易于使用的软件程序来识别细菌中的耐药基因 。
该项目可以更容易地识别环境中存在的致命性抗药性细菌 。 这些微生物每年在美国造成280万以上难以治疗的肺炎、血液和其他感染 ， 导致35,000人死亡 。 研究人员包括计算机科学博士、电子工程和计算机科学学院的Shira Broschat ， 以及Paul G.Allen全球动物健康学院的Douglas Call ， 他们在杂志上报道了他们的工作 。 科学报告.
当细菌或其他微生物进化或获得编码耐药机制的基因时 ， 就会出现耐药性 。 导致葡萄球菌或链球菌感染或疾病 ， 如肺结核和肺炎的细菌已经发展出耐药菌株 ， 使它们变得越来越困难 ， 有时甚至无法治疗 。 随着细菌进化为“智胜”数量有限的抗生素治疗 ， 这个问题预计在未来几十年将恶化 ， 因为感染、死亡和健康成本会增加 。
该论文的主要作者乔杜里(Chowdhury)表示：“我们需要开发工具 ， 轻松有效地预测日益威胁世界各地健康和生计的抗菌药物耐药性 。 ”
随着大规模基因测序变得更加容易 ， 研究人员正在寻找环境中的AMR基因.研究人员对微生物生活在土壤和水中的位置以及它们如何传播和影响人类健康感兴趣 。 虽然他们能够识别出与已知的抗AMR基因相似的基因 ， 但从蛋白质序列的角度来看 ， 它们可能是缺失的抗病基因 。
WSU的研究团队开发了一种机器学习算法 ， 该算法利用AMR蛋白的特征 ， 而不是基因序列的相似性来识别AMR基因 。 研究人员使用博弈论 ， 一种在多个领域 ， 特别是经济学中使用的工具 ， 来模拟游戏玩家之间的战略互动 ， 进而帮助识别AMR基因 。 利用他们的机器学习算法和博弈论方法 ， 研究人员研究了遗传物质的几个特征之间的相互作用 ， 包括遗传物质的结构和蛋白质序列的物理化学和组成特性 ， 而不是简单的序列相似性 。
乔杜里说：“比起简单的序列匹配算法 ， 我们的软件可以更深入地分析元数据 。 ”“这可能是一个重要的工具 ， 以确定新的抗药性基因 ， 最终可能成为临床上的重要 。 ”
Broschat说：“这个程序的优点是我们可以在新测序的基因组中检测到AMR 。 ”“这是一种识别AMR基因及其流行的方法 ， 否则可能还没有发现 。 这是非常重要的 。 ”
WSU小组考虑了在以下物种中发现的抗性基因：梭菌, 肠球菌, 葡萄球菌, 链球菌 ， 和李斯特菌 。 这些细菌是导致许多主要感染和传染病的原因 ， 包括葡萄球菌感染、食物中毒、肺炎和威胁生命的结肠炎 。 艰难梭菌 。 他们能够准确地分类抗性基因 ， 准确率高达90% 。
【细菌|研究人员开发软件来发现耐药细菌】他们开发了一个软件包 ， 可以很容易地下载并被其他研究人员用于在大量的遗传物质池中寻找AMR 。 随着时间的推移 ， 软件也可以得到改进 。 在对现有数据进行培训的同时 ， 随着更多的数据和序列的出现 ， 研究人员将能够对算法进行重新训练 。
Broschat说：“当更多的积极数据可用时 ， 你可以引导和改进软件 。 ”


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