Oltre 100.000 nuovi virus a RNA scoperti grazie a un supercomputer: nove sono coronavirus
Grazie a un supercomputer sono stati identificati in natura oltre 100.000 nuovi virus a RNA. Considerando che fino ad oggi se ne conoscevano solo 15mila, si tratta di una scoperta estremamente significativa. Fra questi numerosissimi virus mai visti prima sono stati individuati anche nove nuovi coronavirus, la sottofamiglia Orthocoronavirinae alla quale appartengono anche il SARS-CoV-2 (il patogeno che ha causato la pandemia di COVID-19) e quelli responsabili della MERS, della SARS e del comune raffreddore nell'uomo. L'identificazione di dei nuovi virus avrà ripercussioni importanti nel tracciamento delle zoonosi – le malattie infettive che passano dagli animali all'uomo – e, potenzialmente, anche nel prevenire nuove e catastrofiche pandemie come quella che stiamo vivendo da 2 anni.
A scoprire l'enorme diversità dei virus a RNA è stato un team di ricerca internazionale composto da scienziati provenienti da numerosi istituti, tra i quali il Centro di biotecnologia algoritmica dell'Università statale di San Pietroburgo (Russia), il Dipartimento di Biologia Computazionale dell'Institut Pasteur di Parigi, il Graduate Program in Bioinformatica dell'Università della Columbia Britannica (Canada), il Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell'Università della California e altri centri. Alcuni degli scienziati coinvolti sono indipendenti, come il coordinatore dello studio Artem Babaian, ma affiliati al Progetto Serratus legato al Cloud Innovation Center (CIC), il supercomputer nato dalla collaborazione tra l'ateneo canadese e Amazon Web Services (AWS). L'idea di indagare sulla diffusione dei virus a RNA venne al dottor Babaian a marzo del 2020, proprio all'inizio della pandemia provocata dal coronavirus SARS-CoV-2. All'epoca si occupava di ricerche computazionali sul cancro presso l'Università della Columbia Britannica, ma quasi “per gioco” pensò di sfruttare le sue competenze per iniziare la caccia nelle banche dati genetiche.
Lo scienziato e altri colleghi fecero così affidamento al Cloud Innovation Center, un potentissimo supercomputer con una capacità di calcolo paragonabile a quella offerta da 22.500 CPU standard. I ricercatori “diedero in pasto” alla macchina 20 milioni di Gigabyte di dati relativi alle sequenze geniche di 5,7 milioni di campioni biologici provenienti da tutto il mondo, “dalle carote di ghiaccio agli escrementi degli animali”, si legge in un comunicato stampa. I dati facevano tutti parte di banche dati pubbliche ed erano stati raccolti negli ultimi 13 anni. Grazie all'incredibile potenza, in soli 11 giorni – e con una spesa di appena 24mila dollari – il supercomputer ha completato l'analisi genetica, rilevando circa 132.000 virus a RNA, dei quali solo in 15mila erano già noti agli scienziati. Un computer "normale" avrebbe impiegato oltre un anno per la stessa analisi, con una spesa stimata di centinaia di migliaia di dollari. Come indicato, il risultato è stata una scoperta estremamente significativa anche nell'ottica della salute pubblica.
“Stiamo entrando in una nuova era della comprensione della diversità genetica e spaziale dei virus in natura e di come un'ampia varietà di animali si interfaccia con questi virus. La speranza è di non essere colti alla sprovvista se qualcosa come il SARS-CoV-2, il nuovo coronavirus che causa COVID-19, emerge di nuovo. Questi virus possono essere riconosciuti più facilmente e i loro serbatoi naturali possono essere trovati più velocemente. Il vero obiettivo è che queste infezioni vengano riconosciute così presto da non diventare mai pandemie”, ha dichiarato il dottor Babaian, che aveva conseguito un dottorato di ricerca in genetica medica presso l'UBC e ora collabora con l'Università di Cambridge. “Se un paziente si presenta con una febbre di origine sconosciuta, una volta che il sangue è stato sequenziato, è ora possibile collegare quel virus sconosciuto nell'uomo a un database molto più grande di virus esistenti. Se un paziente, ad esempio, si presenta con un'infezione virale di origine sconosciuta a St. Louis, ora puoi cercare nel database in circa due minuti e collegare quel virus, ad esempio, a un cammello nell'Africa subsahariana campionato nel 2012”. Le potenzialità di una simile ricerca sono dunque straordinarie. I dettagli dello studio “Petabase-scale sequence alignment catalyses viral discovery” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Nature.
