课题基金 / 基金详情

病毒宿主和感染性预测及病毒系统分类的算法研究

批准号:
32070667
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
朱怀球
依托单位:
学科分类:
生物数据资源与分析方法
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱怀球

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
针对此次新型冠状病毒的突出问题以及今后新发现病毒研究的重要需求,本项目致力于发展病毒宿主及其感染性预测、病毒系统分类的生物信息学新方法。基于不断丰富的病毒与宿主相关生物信息数据库,结合课题组自有的病毒相关的微生物组学数据,以数据为驱动,充分运用深度学习、自然语言处理的人工智能算法,突破当前基于序列相似性进行病毒宿主确定的局限,发展病毒宿主预测、病毒对宿主感染性预测的计算生物学新算法;基于病毒快速突变导致难以高效系统分类的挑战,发展对病毒进行大规模系统分类的的计算生物学新方法;进一步考虑面向直接测序获得的宏病毒组的微生物组数据,发展复杂微生物群落中目标病毒的宿主预测、病毒对宿主感染性预测,以及系统分类的计算生物学新方法;最终,搭建一个基于人工智能算法的新型冠状病毒及新发现病毒的宿主预测、感染性预测以及系统分类的计算生物学平台。
英文摘要
Addressing the important issues existing in the novel coronavirus and the demand research of newly discovered viruses in the future, this project is committed to the development of new methods of computational biology for the prediction of host and infectivity of newly discovered viruses and the systematic classification of them. Based on the information of viruses and their host contained in constantly enriched bioinformatics database, as well as the viral related microbiome data by our lab, we will take the full advantages of deep learning algorithms and natural language processing algorithms in artificial intelligence, to design new algorithms for predicting host and infectivity of virus, breaking through the current limitations of current sequence-similarity-based approaches of host identification, and to develop new methods of computational biology for large-scale systematic classification of viruses, of which the effectiveness was used to be limited by the rapid mutation of viruses. Furthermore, we will broaden the algorithms to the target virus in metavirome, which are obtained by direct sequencing of the virus community, predicting its host and infectivity and classifying it. Finally, we will build a computational biology platform for predicting the host and infectivity of new coronaviruses and other newly discovered viruses and classifying them systematically.
(1)概括地说,本项目围绕病毒及新发病毒宿主预测、系统分类两个重要问题来发展一系列的生物信息学新算法及分析工具,完成了一系列的工作,并取得了一系列的进展和结果,包括新发病毒宿主预测的深度学习算法以及SARS-CoV-2病毒宿主预测研究、原核病毒(噬菌体)宿主预测算法研究、基于自然语言处理和深度神经网络的病毒宿主范围预测新算法、烈性噬菌体与温和噬菌体识别算法的研究、病毒组高通量测序序列中的原核病毒/真核病毒序列鉴定算法、基于宏基因组测序数据进行病毒的分类分析研究。本项目的研究思路是基于单基因组、宏基因组及宏病毒组等病毒相关的高通量测序数据,针对新病毒基因组序列多样性、复杂性以及感染宿主的复杂性,运用人工智能原理实现病毒宿主预测、感染性预测以及病毒系统分类的计算生物学方法学上的突破。新方法和工具的发展,对新型冠状病毒及新发现病毒的溯源、系统分类提供方法学上的创新。本项目完成的研究工作内容已经达到了原定的研究目标;.(2)本项目执行期间,在本项目支持下,在生物信息学、微生物学以及相关的医学领域期刊上正式发表SCI论文10篇,其中影响因子大于10(以2024年最新影响因子计,下同)的论文共3篇,单篇被引最高已达37次。另外,已在Nature Communications完成二审(进入第二次修改)论文1篇、Nature Microbiology一审论文1篇,最终SCI论文可超过12篇,其中影响因子超10的论文可望在5篇左右。在本项目支持下,项目负责人朱怀球教授应邀为《中国科学: 生命科学》撰写了综述《肠道病毒组学数据挖掘与分析方法的进展及挑战》。本项目完成了病毒宿主预测、分类等一系列软件、在线分析平台和相关数据库的构建和开发,已获批专利3项、软著1项、完成申请专利1项。在项目支持下培养博士后1名、博士毕业生5名。从数量到质量,论文发表、专利申请等都远超原定的目标。
微生物群落环境适应性的宏基因组学研究
  • 批准号:
    31671366
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    朱怀球
  • 依托单位:
极端微生物宏基因组微进化的计算生物学研究
  • 批准号:
    91231119
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    100.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    朱怀球
  • 依托单位:
神经影像的时间信息提取及其在中枢药物疗效检测中的应用
  • 批准号:
    61131003
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    280.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    朱怀球
  • 依托单位:
人肠道微生物组的基因预测与序列拼接方法研究
  • 批准号:
    30970667
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    朱怀球
  • 依托单位:
国内基金
海外基金