여행 중에 수집한 박테리아를 기반으로 특정 위치에 추적될 수 있다고 상상해보라. 룬드 대학교의 연구자들이 미생물을 일종의 박테리아 GPS로 활용하는 AI 도구를 개발했다.
우리는 개인을 특정 위치와 연결하는 법의학적 증거에 익숙하다. 머리카락이나 토양 같은 흔적 요소를 생각해보라. 그러나 과학자들은 최근에 위치마다 독특한 미생물 군집이 있다는 것을 깨달았다. 박테리아는 정말 유용할 수 있다. 여기서 입증된 것처럼 위치에 대한 더 많은 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 지구의 플라스틱 오염을 정화하는 데도 도움을 줄 수 있다.
이러한 새로운 통찰력은 연구자들이 미생물 “지문”을 활용하여 누군가가 어디에 있었는지를 정확히 추적할 수 있는 박테리아 GPS 도구를 개발하게 했다. 사람의 미생물군에서 샘플을 검사함으로써, 이 AI 기반 도구는 샘플을 특정 환경으로 정확히 추적할 수 있다.
이 도구는 Microbiome Geographic Population Structure(mGPS)라는 이름으로, 다양한 환경에서의 방대한 미생물군 데이터셋을 기반으로 AI를 훈련시켜 만들어졌다. 이 데이터셋은 도시 환경, 토양, 해양 생태계를 포함하며, 전 세계 도시의 미생물 유전체를 보유한 MetaSUB 데이터베이스의 수천 개 샘플이 포함되어 있다.
이 데이터를 사용하여 AI는 미생물 프로필을 구별하고 이를 고유한 지리적 기원과 연결하는 방법을 배웠다. 박테리아 GPS의 정확도는 인상적이다. 샘플의 도시 출처를 92%의 확률로 정확히 식별했으며, 같은 도시 내의 위치도 구별할 수 있었다.
한 예로, 홍콩의 두 지하철역을 172미터 떨어진 곳에서 구별했다. 런던에서는 지하철 환경이 덜 통제되어 정확도가 약간 떨어졌지만, 연구자들은 더 많은 데이터를 추가하면 응답을 개선할 수 있을 것이라고 믿고 있다.
이 도구는 미생물 경로를 추적하고 감염원 및 항생제 내성 핫스팟을 식별함으로써 질병이 어떻게 퍼지는지를 이해하는 데 도움을 줄 수 있다. 연구자들은 박테리아 GPS와 그 데이터베이스를 더 확장하여 보다 정밀한 위치 추적이 가능하도록 하고, 공공 보건에서 도시 계획에 이르기까지 다양한 분야에 이익을 줄 수 있기를 원한다.
