Изучение ДНК пищи поможет сделать ее более здоровой и полезной

Что может быть важнее для жизни, нежели пища? Безопасная пища. По данным статистики, один из шести человек страдает от болезней пищевого происхождения. Эти болезни приводят к госпитализации, смерти и проблемам иного характера. Пища должна быть лучше. Но провести каждый кусочек еды через цепочку поставок так, чтобы пища осталась нетронутой, весьма непросто. Некоторые пищевые компании проверяют свои ингредиенты перед приготовлением и упаковкой, но нет никакого способа проверить их на наличие неизвестных патогенов или примесей, которые могут вызвать загрязнение. А поскольку цепочки поставок постоянно расширяются, проблемы только увеличиваются.

Возможно, этому найдут решение. Новый совместный проект IBM Research и Mars Incorporated под названием Sequencing the Food Supply Chain Consortium ставит перед собой задачу повышения безопасности пищевых продуктов. Ученые из обеих организаций будут использовать достижения в области геномики и аналитики, пытаясь углубить наше понимание того, что делает продукты питания безопасными.

Исследователи проведут крупнейшее в истории метагеномическое изучение нашей еды, секвенируют ДНК и РНК популярных продуктов, чтобы определить, какие их элементы сохраняют пищу здоровой, а какие микроорганизмы и другие факторы портят ее. Ученые будут изучать все, «от фермы до вилки», рассматривая пищу на всех этапах цепи поставок.

Очевидно, в ходе своих исследований ученые насобирают огромное количество разнообразных данных, в которых им помогут разобраться новейшие алгоритмы машинного обучения и области искусственного интеллекта.

Основы исследования

«Мы хотим понять основу ингредиентов здоровой пищи, от верха до низа цепочки поставок, включая то, что делает биохимию здоровой, — говорит Джеймс Кауфман, менеджер по общественному здравоохранению в IBM Research. — Если вы поймете, как выглядит здоровый и нормальный микробиом, вы сможете выяснить некоторые вещи о том, как этот микробиом будет реагировать на неизвестное».

По сути, ученые надеются раскрыть, какое сочетание микробов делает пищевые ингредиенты безопасными и какие факторы влияют на структуру этих микробных сообществ, включая выход на новые патогенные организмы и другие примеси, которые еще не были обнаружены. Именно эти неизвестные переменные могут в конечном итоге делать пищу несъедобной, будь то эволюция новых организмов, плохая попытка сделать лучшую еду или даже преднамеренный акт терроризма.

Чтобы достичь своей цели, ученые приступают к массовым экспериментам по секвенированию ДНК и РНК основных пищевых ингредиентов в различных средах. Для начала они изучат мясо домашней птицы, мясо рыбы, яичный порошок и молотую кукурузу и отследят их путь в экосистеме заводов, в цепочке поставок и даже зависимость от погодных условий.

Извилина

Используя вычислительную извилину в лаборатории THINKLab при IBM — которая включает более 500 вычислительных узлов и может быть расширена по мере необходимости — ученые запустят секвенсоры на несколько недель, чтобы определить необходимую глубину охвата. Как говорит Кауфман, хотя ученые уже знают, какие ингредиенты они секвенируют, каким будет разнообразие этого списка — пока неизвестно.

Помимо глубокого секвенирования пищи, ученые планируют раскрыть некоторые ингредиенты примесей параллельно с главным курсом исследования. Тогда они смогут убедиться, работает ли их система.

Задача ученых куда сложнее, чем вы могли бы подумать. По данным ООН, к 2050 году нам придется увеличить поставки продовольствия на 70%, чтобы накормить дополнительные 2,3 миллиарда человек. Другими словами, у нас будет на треть больше ртов. И это будет означать, что Кауфман и его команда должны будут проанализировать гораздо более сложную пищевую цепочку.

Кауфман осознает размеры этой проблемы. И они делают ее еще привлекательнее: «Это в общих интересах ­— сделать еду и пищевые поставки безопаснее».

Источник: hi-news.ru