Eine neu entwickelte Technologie hat zur Entdeckung von mehr als Hunderttausend neuen Virenarten geführt. Das berichten aktuell Forscher im Fachmagazin „Nature“.
Winzig klein und weit verbreitet: Viren sind überall zu finden, vom Gletschereis über die Tiefen der Erdkruste bis hin zur Atmosphäre. Selbst wir Menschen tragen Milliarden virale Spezies in uns. Trotzdem ist es schwierig, die Viren aufzuspüren und zu untersuchen – ein Großteil der Viren-Welt bleibt für die Wissenschaft verborgen.
Nun aber hat ein Forscherteam mehr als 160.000 zuvor unbekannte RNA-Viren entdeckt – so viele wie noch nie zuvor. Zu verdanken haben sie dies einer Künstlichen Intelligenz (KI).
Besonders neue RNA-Viren waren bislang schwierig aufzuspüren. Der Grund: Diese Viren mutieren schnell und weisen eine immense genetische Vielfalt auf, was ihre Zuordnung erschwert. Traditionelle Methoden suchten gezielt nach charakteristischen RNA-Bausteinen, was jedoch sehr aufwendig und fehleranfällig ist.
Ein Team um Xin Hou vom staatlichen Labor für Biokontrolle in Shenzhen (China) hat eine KI entwickelt, die das Aufspüren neuer Virenarten ermöglichte. Das System namens Lucaprot basiert auf einem lernfähigen Transformer-Modell – ähnlich wie ChatGPT –, das speziell darauf ausgelegt ist, virale Signaturen in RNA-Daten zu erkennen.
Für ihre Studie trainierten Hou und sein Team Lucaprot mit etwa 5.000 bekannten RNA-Signaturen und ließen es anschließend 51 Terabyte an RNA-Daten aus Umweltproben analysieren. Diese Proben stammten von 1.612 Orten weltweit und umfassten 32 verschiedene Lebensräume – von Tiefsee-Sedimenten bis hin zu antarktischem Eis und heißen Quellen.
Das Ergebnis war beeindruckend: Die KI enthüllte 161.979 neue Arten von RNA-Viren. „So viele neue Viren auf einen Streich zu finden, ist umwerfend“, sagte Edwards Holmes von der University of Sydney, einer der führenden Autoren der Studie. Diese Entdeckung erweitert die bislang bekannte Virosphäre (Anm. d. Red.: Gesamtheit aller auf der Erde existierenden Viren) laut Studie um das Eineinhalbfache.
Die neu identifizierten Viren verteilten sich demnach über alle untersuchten Ökosysteme – die höchste Vielfalt gab es in Feuchtgebieten, Binnengewässern und im Abwasser. Besonders viele neue Viren wurden im antarktischen und marinen Sediment sowie in einigen Binnengewässern gefunden.
Doch trotz dieser großen Menge neu entdeckter Viren kratzen wir laut Forschern gerade erst an der Oberfläche: „Es gibt noch Millionen weitere Viren zu entdecken“, betonte Holmes. Auch gäbe es große Lücken im Wissen über die Evolution und Ökologie dieser neuen Virenarten – zum Beispiel welche Wirte sie bevorzugt infizieren.
„Die Mehrheit der bisher bekannten RNA-Viren infiziert Eukaryoten“, erklärten die Wissenschaftler. Hierzu zählen neben Menschen auch Tiere, Pflanzen sowie zellkerntragende Einzeller. Es wird jedoch vermutet, dass auch beispielsweise Bakterien als Wirte dienen könnten – dies gelte es noch zu erforschen.
„Der nächste Schritt ist es, unsere KI so zu trainieren, dass sie noch mehr von dieser erstaunlichen Vielfalt aufspüren kann“, sagte Holmes abschließend und fügte hinzu: „Wer weiß, was noch an Überraschungen auf uns wartet.“
