Forskare har tagit fram en ai-baserad gps som navigerar baklänges. I stället för att lotsa vilsna personer till rätt destination kan verktyget avslöja var någon befunnit sig tidigare. Det görs genom att spåra mikroorganismers geografiska ursprung. Den här typen av gps kan bli en hjälpreda för att identifiera smittkällor och säkra bevis i brottsutredningar.
Mikroorganismer, till exempel bakterier och virus, är osynliga för de mänskliga ögat men finns överallt. För att beskriva alla mikroorganismer i en viss miljö används ordet mikrobiom.
Att fastställa den geografiska källan till ett mikrobiom-prov är dock en utmaning. Men i en ny studie presenterar ett forskarlag, som letts från Lunds universitet, ett ai-baserat instrument som fått namnet Microbiome Geographic Population Structure, förkortat mGPS.
Med hjälp av detta verktyg kan mikroorganismer som bakterier lokaliseras till specifika vattenområden, länder och städer.
Bakterier spåras till platser
Forskarna upptäckte att många platser har sin unika bakteriepopulation. När någon till exempel rör räcket på en tågstation plockas bakterier upp som kan användas för att spåra att personen befunnit sig på just den platsen. Det kan ge ledtrådar om både smittsamma sjukdomar och bli ett redskap vid brottsutredningar.
– Till skillnad från mänskligt dna förändras människans mikrobiom ständigt när vi kommer i kontakt med olika miljöer. Genom att kunna spåra var dina mikroorganismer nyligen har befunnit sig kan vi förstå sjukdomsspridning, identifiera potentiella smittkällor och lokalisera uppkomsten av mikrobiell resistens. Men också få forensiska nycklar som kan användas i kriminalundersökningar, säger biologiforskaren Eran Elhaik vid Lunds universitet.
Prover från olika miljöer
Att bakterier kan användas för att avgöra om du varit på en strand, eller stigit av tåget i stadens centrum, beror på att de uppvisar vissa geografiska spår. Bakterier kan alltså fungera som mikroskopiska fingeravtryck.
– Vi analyserade omfattande dataset med mikrobiom-prover från urbana miljöer, jord och marina ekosystem och tränade en AI-modell att identifiera de unika proportionerna av dessa avtryck och koppla dem till geografiska koordinater, säger Eran Elhaik.
– Resultatet blev ett mycket kraftfullt verktyg som med imponerande precision kan förutsäga ursprungsplatsen för ett mikrobiom-prov, fortsätter han.
Platser kunde identifieras
Forskarna har samlat in stora mängder data om mikrobiom från olika miljöer. Här ingår över 4 000 prover från kollektivtrafik i över 50 städer. De har också samlat in jordprover i 18 länder och tagit marina prover från nio vattenområden.
Med hjälp av mGPS lyckades forskarlaget förutsäga ursprunglig plats för drygt 90 procent av proverna som togs i städer.
I till exempel Hongkong kunde forskarna förutse, med 82 procents noggrannhet, från vilken tunnelbanestation proverna kom. I New York kunde mGPS särskilja mikrobiomet på en kiosk från ett trappräcke bara en meter bort.
Kan underlätta polisarbete
Med allt fler datamängder över mikrobiom i framtiden kan detta vara början på en helt ny era inom forensik, alltså kriminaltekniska utredningar för säkra och analysera brottsbevis, enligt Eran Elhaik.
– Vi har bara börjat förstå relationen mellan mikroorganismer och miljön. Nu planerar vi att kartlägga mikrobiomet i hela städer, vilket kan förbättra forensiska utredningar och låta oss lära känna organismerna som finns på våra gator, trädgårdar och kroppar, säger han.
Förutom Lunds universitet har Sheffield-universitetet och Marine Biological Laboratory USA medverkat i arbetet.
Vetenskaplig studie:
Microbiome Geographic Population Structure (mGPS) Detects Fine-Scale Geography, Genome Biology and Evolution
