计算机科学家Todd Treangen帮助确定病毒是如何进化的
作者:Heather Ferreyra
，大米新闻特别报道
布朗工程学院的计算机科学家Todd Treangen获得了C3学位。人工智能数字转化研究所:应用人工智能(ai)模型缓解COVID-19的计算生物学研究奖。
托德Treangen
Treangen正在开发新的生物信息学算法，并推动比较基因组分析，以确定SARS-CoV-2如何随时间变化。
C3。人工智能是一个由大学和科技公司组成的研究联盟，资助科学家协同努力遏制当前和未来的大流行病。在对来自世界顶尖科学家的200多份提案进行了严格的同行评审之后，有26个项目获得了超过540万美元的现金奖励。获奖者包括多学科和多机构的项目，采用了新的方法进行研究。科学家还将获得来自国家超级计算应用中心(NCSA)的大量统一的冠状病毒数据、云、软件和超级计算资源。
Treangen’s接受了题为“Mining Diagnostic Sequences for SARS-CoV-2 Using vari- aware，基于图的机器学习方法应用于SARS-CoV-1, SARS-CoV-2和MERS数据集，“是与伊利诺伊大学香槟分校的研究人员合作的。他们包括计算机科学系系主任、工程学教授南希·阿马托(Nancy Amato)，以及计算机科学教授劳伦斯·劳赫维尔格(Lawrence Rauchwerger)。225,000美元的奖金将在12个月内使用。赖斯将获得其中7.5万美元。
Treangen的研究将集中在研究单个病人体内的病毒突变，看看它们揭示了什么。
他说:“当一个人被病毒粒子感染时，受感染的细胞被迫允许病毒在宿主体内迅速开始复制。”“一个受感染的细胞可以复制几十万个自己。在此基础上，建立了含有大量感染细胞的SARS-CoV-2群体
特朗根说，细胞数量越高，宿主的病毒载量就越高。此外，当这些细胞复制时，它们也会发生突变。“我们想了解一个COVID-19阳性患者的幕后情况，”他说。
为此，他的研究方法将是独特的，因为它关注的是SARS-CoV-2病毒的整个种群，而不仅仅是所谓的“一致基因组”，它可以被认为是一个人体内所有SARS-CoV-2拷贝的合并。Treangen将其描述为一种尚未得到充分探索的途径，来研究不同宿主之间COVID-19生物学差异的原因。”
Treangen想知道是什么宿主和病毒因子的结合驱动了COVID-19背后的生物学。在探索了SARS-CoV-2的宿主内比较基因组分析之后，他和他的团队将比较研究结果，并对SARS-CoV-1和MERS-CoV进行同样的分析，以确定它们有何不同。
虽然病毒会随时间变化，但大多数COVID-19检测依赖于SARS-CoV-2的共同特征的精确匹配。不幸的是，由于SARS-CoV-2的变化，当这些测试不能完全匹配测试的目标区域时，患者有时会得到假阴性结果。如果两名患者共享独特的基因组突变，新的信息可以确定他们是否有直接传播，并帮助跟踪和防止进一步传播。扩大对病毒生物学的基本了解的研究可以解决高假阴性率问题，改进检测，并可能对疫苗的开发产生影响。
特朗根说，该项目在计算方面面临的挑战之一是涉及大量数据。今年3月，只有几百个SARS-CoV-2基因组，但很快就会有超过10万个基因组和测序数据集需要调查。他的研究团队正在寻求将机器学习与新的生物信息学方法结合起来，这种方法可扩大到输入的大量SARS-CoV-2基因组，并提供有效的宿主内和宿主间比较。这些工具将使研究人员能够深入研究宿主内种群并跟踪宿主间的传播。
鉴于大流行的紧迫性，所有结果、科学和C3的发现。ai奖励的项目将是开源的。这样，其他科学家也可以在特雷根小组的发现的基础上继续研究。
费雷拉是Rice’s计算机科学系的公关和营销专家。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.rice.edu/2020/06/25/rice-shares-grant-for-ai-driven-covid-19-research/