虽然生物学家和化学家竞相开发新的抗生素来对抗不断变异的细菌，预计到 2050 年将导致 1000 万人死亡，但工程师们正在通过不同的视角来解决这个问题：在人类基因组中寻找天然存在的抗生素。

基因组中的数十亿个碱基对本质上是一长串代码，其中包含制造身体所需的所有分子的指令。这些分子中最基本的是氨基酸，它们是肽的组成部分，它们反过来结合形成蛋白质。然而，关于如何以及在何处对一组特定指令进行编码，仍有很多需要了解的地方。

现在，宾夕法尼亚大学的一个跨学科团队将计算机科学方法用于解决生命科学问题，他们使用精心设计的算法发现了一套新的抗菌肽，这些肽隐藏在这段代码的深处。

该研究发表在Nature Biomedical Engineering 上，由生物工程、微生物学、精神病学、化学和生物分子工程助理教授Cesar de la Fuente领导，涵盖宾夕法尼亚大学工程和宾夕法尼亚大学医学，以及他的博士后 Marcelo Torres 和 Marcelo Melo。那不勒斯费德里科二世大学的合作者Orlando Crescenzi 和Eugenio Notomista 也为这项工作做出了贡献。

“人体是一个信息宝库，一个生物数据集。通过使用正确的工具，我们可以挖掘一些最具挑战性的问题的答案，”de la Fuente 说。“我们使用‘加密’这个词来描述我们发现的抗菌肽，因为它们隐藏在更大的蛋白质中，这些蛋白质似乎与免疫系统没有联系，我们希望在那里找到这种功能。”

抗菌肽 (AMP) 是天然存在的小分子，几乎由每个生物体产生。由于它们能够保护身体免受感染，识别新的 AMP 一直是一个活跃的研究领域，但主要基于化学直觉和实验的传统搜索方法限制了肽抗生素的发现，而不是传统 AMP。

“在这项研究中，我们应用了一种新的方式，利用人工智能在以前无法识别的地方发现抗生素。没有什么比探索我们自己的生物信息更好的起点，即收集使我们成为我们自己的基因和蛋白质，”de la Fuente 说。

研究人员的方法从所有 AMP 的共同生理化学特征开始：它们的长度为 8 到 50 个氨基酸，带正电荷，同时具有疏水和亲水部分。这种新方法像搜索功能一样运行，以识别基因组和蛋白质组中具有抗菌特性的肽。