機器學習的熱度近年來一直飆升。卷來卷去，大家最終都看向了最后的終點：數(shù)據(jù)量夠大+體內體外驗證形成閉環(huán)+想法夠新。今天和大家一起學習這篇抗菌肽機器學習的文章吧！

繼抗生素耐藥后，抗菌肽（AMP）被發(fā)現(xiàn)（通過靜電吸引結合帶負電荷的微生物膜，形成離子通道導致內容物泄漏）。在醫(yī)藥領域，其不易耐藥性被發(fā)現(xiàn)和廣泛應用。打個比方，在抗生素這里，每種抗生素就是一把鑰匙，微生物是一把鎖，如果鎖換了，那么就形成了耐藥；在抗菌肽這里，抗菌肽是一把電鉆，微生物膜是一面墻，即使鎖換了，墻還是會被打孔，微生物仍然會漏液死亡。

那么，機器學習可以輔助抗菌肽什么呢？【新思路】

抗菌肽是由基因編碼的，本質是10-100個氨基酸，傳統(tǒng)技術很難檢測這些微小的短肽，故被稱為垃圾肽。機器學習可以處理大規(guī)模序列，并發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法難以識別的潛在AMP。

1.第一步：說明自己建庫的方法。該研究利用來自環(huán)境和宿主棲息地的63,410 個宏基因組和 87,920 個原核基因組的龐大數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建了 AMPSphere，這是一個包含 863,498 個非冗余肽的綜合目錄。

2.第二步：驗證庫的準確性。 AMPSphere 包含來自多個棲息地的近 100 萬 c_AMPs（候選抗菌肽）【實驗檢測+算法交叉驗證確認了數(shù)據(jù)庫的可靠性，同時篩選出高潛力的AMP】【AMPSphere揭示了微生物組中大量新型抗菌肽（92.9%為全新序列），其獨特性和多樣性遠超現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫】

3.第三步：AMPs的起源和進化。抗菌肽的稀有性和棲息地特異性，使其分布受生態(tài)位限制。c_AMPs不僅由獨立基因編碼，還可通過基因組突變（如提前終止）或翻譯后剪切從全長蛋白中釋放。追溯基因組的上下源，c_AMPs 更頻繁地在與核糖體基因相關（核糖體基因有抗菌的功能）保守基因組中，推測可能是核糖體基因不恰當?shù)臅r機進行了復制。c_AMPs的產生具有菌株特異性。傳播性更強的物種具有更低的c_AMPs密度，即c_AMPs低傳播性更強。c_AMPs的物理化學特性和二級結構，證明其活性與二級結構無關。

4.第四步：實驗驗證。天然抗菌肽通常不針對微生物群落菌株，合成的抗菌肽在低濃度下對至少一種（腸道）共生菌株表現(xiàn)出抑制作用；c_AMPs抗菌的機制通過優(yōu)先破壞外膜，發(fā)揮抗菌作用；小鼠簡單建模體內驗證AMPs的抗感染效果。