Equipe de pesquisa encontra novas espécies de coronavírus em alguns lugares inesperados

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Conceito de DNA de vírus

Um ex-bolsista de pós-doutorado da UBC liderou uma equipe de pesquisa internacional na reanálise de todos os dados públicos de sequenciamento de RNA para descobrir quase dez vezes mais vírus de RNA do que se conhecia anteriormente, incluindo várias novas espécies de coronavírus em alguns lugares inesperados.

Esse banco de dados em escala planetária de vírus de RNA pode ajudar a pavimentar o caminho para identificar rapidamente o transbordamento de vírus para os seres humanos, bem como os vírus que afetam o gado, as plantações e as espécies ameaçadas.

Dr. Artem Babaian (ele/ele) está por trás da colaboração do Projeto Serratus. Publicou os resultados impressionantes da pesquisa na prestigiosa revista científica Natureza Semana Anterior.

Trabalhando com o Cloud Innovation Center, uma colaboração público/privada entre a UBC e a Amazon Web Services, o Projeto Serratus conseguiu construir um supercomputador “ridiculamente poderoso” na AWS com potência equivalente a 22.500 CPUs, disse Babaian.

O supercomputador leu 20 milhões de gigabytes de dados de sequências de genes disponíveis publicamente de 5,7 milhões de amostras biológicas em todo o mundo, procurando um gene específico que indicasse a presença de um vírus de RNA. As amostras foram coletadas e compartilhadas livremente dentro da comunidade de pesquisa mundial ao longo de 13 anos e incluem desde amostras de núcleo de gelo até esterco animal.

Sequenciamento de DNA/RNA planetário

Mapa de Dados de Sequenciamento Mundial. Crédito: Projeto Serratus

Pesquisadores do Projeto Serratus encontraram 132.000 vírus de RNA (dos quais apenas 15.000 eram conhecidos anteriormente) e nove novas espécies de coronavírus. Babaian estima que sem o CIC e a Nuvem AWS, um supercomputador tradicional levaria bem mais de um ano e centenas de milhares de dólares para realizar os 2.000 anos de tempo de CPU necessários para essa análise. Serratus conseguiu isso em 11 dias por US$ 24.000.

“Estamos entrando em uma nova era de compreensão da diversidade genética e espacial dos vírus na natureza e como uma grande variedade de animais interage com esses vírus. A esperança é que não sejamos pegos de surpresa se algo como o SARS-CoV-2 – o novo coronavírus que causa o COVID-19 – surgir novamente. Esses vírus podem ser reconhecidos mais facilmente e seus reservatórios naturais podem ser encontrados mais rapidamente. O objetivo real é que essas infecções sejam reconhecidas tão cedo que nunca se tornem pandemias”, disse Babaian, que tem doutorado em genética médica pela UBC e agora é Banting Fellow na Universidade de Cambridge.

“Se um paciente apresenta febre de origem desconhecida, uma vez que o sangue é sequenciado, agora você pode conectar esse vírus desconhecido no ser humano a um banco de dados muito maior de vírus existentes. Se um paciente, por exemplo, apresenta uma infecção viral de origem desconhecida em St. Louis, agora você pode pesquisar no banco de dados em cerca de dois minutos e conectar esse vírus a, digamos, um camelo na África Subsaariana amostrado em 2012 .”

Babaian, 32, estava realizando pesquisas genéticas sobre câncer com BC Cancer quando a pandemia de COVID-19 ocorreu e ele mudou de marcha.

O trabalho, que o discreto Babaian diz ter começado como um “projeto paralelo divertido”, começou em 3 de março de 2020, quando ele e seu amigo parceiro de escalada, o estudante de engenharia da UBC Jeff Taylor, esboçaram a ideia “nas costas de um guardanapo”. disse Babaiano.

“Eu deveria ter guardado aquele guardanapo”, observou ele.

Babaian procurou o Cloud Innovation Center da UBC para obter ajuda logo depois. Serratus, em homenagem a Serratus Mountain na cordilheira Tantalus, na Colúmbia Britânica, que ele e Taylor viram durante uma escalada em 2020, nasceu.

Babaian lembrou que estava sentado na cadeira de enfermagem de sua esposa quando os primeiros resultados começaram a aparecer em seu laptop, indicando que Serratus não estava apenas trabalhando, mas produzindo dados quase incompreensivelmente rápido.

“Foi provavelmente o período científico mais emocionante da minha vida”, disse ele. “Existem dois tipos de diversão. O tipo 1 é sorridente e divertido. O tipo 2 é quando você está infeliz ao fazê-lo, mas a memória brilha, como escalada. De muitas maneiras, o Serratus é divertido do Tipo 2. Você meio que tem que acreditar que vai dar certo.”

Babaian disse que não teria conseguido fazer esse trabalho sem o apoio do UBC Cloud Innovation Centre.

“O Cloud Innovation Center estava realmente lá, abrindo as portas para nós”, disse ele. “Tivemos uma ideia e eles trouxeram especialistas de suas redes para torná-la realidade. Agora, a comunidade global pode se beneficiar de toda essa pesquisa anteriormente inexplorada.”

“A Artem nos abordou com uma visão inovadora. O poder do Cloud Innovation Center é que combinamos nossas equipes internas de inovação e tecnologia da UBC com as da Amazon Web Services”, disse Marianne Schroeder, diretora do UBC Cloud Innovation Center. “Foi nosso grande privilégio apoiar a realização desta visão; ajudar a encontrar uma solução tecnológica para problemas complexos é o que fazemos.”

O Centro, lançado logo antes da pandemia em janeiro de 2020, apoia os desafios que se concentram na saúde e no bem-estar da comunidade. Até o momento, a equipe publicou mais de 20 projetos, incluindo arquitetura de referência e guias de implantação, todos de código aberto disponíveis.

“Enquanto a nuvem pública como a conhecemos existe há 15 anos, os últimos anos de inovação na Amazon Web Services realmente tornaram a pesquisa genômica possível de uma nova maneira”, disse Coral Kennett, que dirige o Center for Amazon Web Serviços. “Conseguimos dar a Artem acesso ao poder de computação por centavos de uma consulta. Incentivamos a comunidade de pesquisa a enviar seus projetos e ideias para o Cloud Innovation Center para que mais inovações venham à tona, beneficiando a comunidade.”

Referência: “Alinhamento de sequência em escala de petabase catalisa a descoberta viral” por Robert C. Edgar, Jeff Taylor, Victor Lin, Tomer Altman, Pierre Barbera, Dmitry Meleshko, Dan Lohr, Gherman Novakovsky, Benjamin Buchfink, Basem Al-Shayeb, Jillian F. Banfield, Marcos de la Peña, Anton Korobeynikov, Rayan Chikhi e Artem Babaian, 26 de janeiro de 2022, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-021-04332-2





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