Dit slimme algoritme moet zinnen lezen, maar ontdekt mutaties in virussen

Dit opmerkelijke onderzoek is gebaseerd op een bijzonder inzicht: dat de eigenschappen van biologische systemen vergelijkbaar zijn met die van woorden en zinnen. Het DNA van een organisme kun je zien als de grammatica. Mutaties - kleine veranderingen in het DNA - zijn dan vergelijkbaar met een verandering in de betekenis van een zin.

En om de vergelijking door te trekken: bij een mutatie van het coronavirus begrijpt ons immuunsysteem de betekenis soms niet meer. Onze afweer heeft dan nieuwe antilichamen nodig om het weer te snappen.

Voor metafoor tot voorspelling

Dat klinkt misschien als gegoochel met metaforen, maar wel met praktische consequenties: het taal-algoritme wist behoorlijk goed de mutaties te voorspellen waarmee een virus ons immuunsysteem om de tuin kan leiden. De onderzoekers testten dit voor drie virussen: een HIV-virus, een influenza-virus en een coronavirus. Op een schaal van 0.5 (blind gokken) tot 1 (een perfecte voorspelling) scoorde het algoritme 0.69 voor het HIV-virus en zelfs 0.85 voor het coronavirus. Het onderzoek verscheen vandaag in Science.

Ziekenhuizen en virologen zouden er flink mee geholpen zijn als ze vooraf al zouden weten welke mutaties er in een virus kunnen optreden, vooral als het gaat om mutaties waarmee het afweersysteem het lastig gaat krijgen. De onderzoekers zijn het algoritme daarom nu ook aan het testen met de Britse variant van het coronavirus, en op de varianten uit Zuid-Afrika, Singapore en Maleisie.

Bredere toepassingen

De analyse die het algoritme doet staat bekend als Natural Language Processing (NLP), het analyseren van taal dus. De techniek wordt de laatste jaren ook gebruikt om andere genetische codes en eiwitsequenties op te helderen. Enthousiaste biologen denken dat ze de taal van de biologie hebben ontsluierd, en dat er revolutionaire doorbraken in het verschiet liggen.

Gerelateerd:

NPO Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Dagelijks tussen 17.00 en 18.30 uur in Nieuws en Co
Iedere werkdag van 02.00 tot 04.00 uur in Focus
En wanneer je maar wil in podcast Focus Wetenschap