VirusComputerwetenschap

Taalcomputers kunnen helpen voorspellen hoe virussen muteren

null Beeld Reuters
Beeld Reuters

Wetenschappers kunnen met een taalcomputer voorspellen hoe virussen muteren.

Een virus is niet voor één gat te vangen. Als het kopieën van zichzelf maakt, sluipen er vaak foutjes – mutaties – in en die pakken soms gunstig uit. Voor het virus dan. Het wordt er besmettelijker van of het ontsnapt aan het immuunsysteem. Dat kan een vaccin parten spelen. Een virus dat van gedaante is veranderd, wordt door de afweer niet meer herkend. Of de antistoffen houden het niet meer tegen.

Vaccinontwikkelaars zoeken daarom naar delen van het virus die niet zo snel kunnen veranderen. Maar hoe vind je die? Je kunt alle bekende en maakbare mutanten in het laboratorium testen door er antistoffen op los te laten, maar dat is een enorm karwei.

Een computer kan dat sneller, redeneerden Amerikaanse wetenschappers. En een zelflerend computersysteem al helemaal. Maar de grootste gedachtesprong die ze maakten, was dat ze zo’n systeem niet hoefden te bouwen. Ze hadden al iets op de plank liggen dat geschikt was: een taalcomputer.

Dat was – en is nog altijd – een uitdaging. Computers kunnen zinnen genereren, maar het is lastig om een computer iets zinvols te laten zeggen. Een mens kan een gedachte op honderden manieren uitdrukken, maar je hoeft aan een zin maar iets te veranderen, en het slaat nergens meer op. Computersystemen hebben deze vaardigheid enigszins onder de knie gekregen toen ze tal van teksten voorgeschoteld kregen en ze zelf moesten ontdekken wanneer een zin grammaticaal correct was en betekenisvol.

Een virus is niet veel meer dan een genetische code die voorschrijft hoe een kopie van dat virus moet worden gemaakt. Die code is aan biologische regels gebonden. Je kunt er niet ongestraft wijzigingen in aanbrengen. Meestal levert dat geen levensvatbaar virus op. Je zou kunnen zeggen: die biologische regels zijn de grammatica van de virologie.

De afweer leest het virus af

Maar wat is de parallel met de betekenis van een tekst? De reactie van het immuunsysteem. De afweer leest immers het virus af en probeert het dan te bestrijden.

De onderzoekers van het Amerikaanse MIT gebruikten de structuur van de taalcomputer om virusmutaties te begrijpen. Ze lieten hun systeem duizenden varianten van het griepvirus, het aidsvirus en het nieuwe coronavirus bestuderen zodat het zichzelf kon leren welke mutaties levensvatbaar waren. Welke mutaties gaven het virus andere eigenschappen? Wat maakt een virus bijvoorbeeld niet meer besmettelijk voor een varken, maar wel voor een mens? En vooral: hoe kunnen virussen een afweerreactie omzeilen? Dit systeem kan vrij nauwkeurig aangeven welke ontsnappingsroutes een virus heeft, schrijven ze in Science.

Het is heel knap dat ze dit voor elkaar hebben gekregen, reageert Berend Snel, hoogleraar bioinformatica aan de Universiteit Utrecht. “Met deze zogeheten deep learning haal je veel meer informatie uit de genetische code dan met de klassieke aanpak. Het is een belangrijke stap om het onderzoek te versnellen. Tegelijk zullen vaccinontwikkelaars deze voorspellingen niet blind vertrouwen maar in het laboratorium willen bevestigen.”

Van de meeste virussen is wel duidelijk welke delen veranderlijk zijn en welke niet. Snel: “Sommige virussen muteren zo veel dat de genetische code geen stabiel gebied lijkt te hebben. Met deze aanpak kun je voorspellen welke mutaties ontsnapping aan het afweersysteem mogelijk maken zonder dat ze de levensvatbaarheid van het virus aantasten. En welke mutaties nauwelijks van betekenis zijn.”

Lees ook:

De schrik van 2020: een profiel van een virus

Het coronavirus is inmiddels de wereld overgegaan, maar zijn identiteit heeft het nog lang niet prijsgegeven.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden