Эксперты из Ноттингемского университета разработали новое программное обеспечение, которое сочетает в себе секвенирование ДНК и машинное обучение. Оно поможет ученым определить, где и в какой степени устойчивые к антибиотикам бактерии передаются между людьми, животными и окружающей средой.

В новом исследовании группа экспертов изучила крупную коммерческую птицефабрику в Китае и собрала 154 образца от животных, туш, рабочих, их домашних хозяйств и окружающей среды. Из образцов они выделили специфические бактерии Escherichia coli (E. coli). Они могут совершенно безвредно жить в кишечнике человека, но также являться патогенными. А если их геном несет гены устойчивости к определенным лекарствам, это может привести к развитию серьезных заболеваний, включая сильные желудочные спазмы, диарею и рвоту.

Исследователи использовали вычислительный подход, который объединяет машинное обучение, секвенирование всего генома, сети обмена генами и мобильные генетические элементы, чтобы охарактеризовать различные типы патогенов, обнаруженных на ферме. Они выяснили, что антимикробные гены (гены, придающие устойчивость к антибиотикам) присутствуют как у патогенных, так и у непатогенных бактерий.

Новый подход, использующий машинное обучение, позволил экспертам раскрыть всю сеть генов, связанных с устойчивостью к противомикробным препаратам, общих для животных, сельскохозяйственных рабочих и окружающей среды. Примечательно, что эта сеть включала гены, которые, как известно, вызывают устойчивость к антибиотикам, а также еще неизвестные гены, связанные с лекарственной резистентностью.

Такие антропогенные среды, как районы интенсивного животноводства, считаются идеальными местами для размножения устойчивых к противомикробным препаратам бактерий и генов резистентности к антибиотикам. Их изучение имеет огромное значение для эффективного лечения определенных болезней и инфекций.