創新食品防疫科技,食品研究所整合 AI 智慧運算能量

過去一年多以來,全球陷入COVID-19疫情大流行,截至2021年10月底,已造成至少2.37億人感染、484萬人死亡。面對這場災難,國際上已有眾多機構展開研究,發現呼吸道黏膜與腸道微菌之間具有雙向作用關係、足以影響免疫效果,導致不同人的染疫機率有所差異。

著眼於此,財團法人食品工業發展研究所(以下簡稱『食品研究所』)以長年累積的菌種資料庫、菌種基因研究及菌種發酵製程為基底,參與國研院國網中心今年攜手台智雲(TWS)公司共同推出的「科技抗疫2.0」專案,整合運用TWCC平台的雲端智慧高速運算資源、並導入AI模型,全力做好食品防疫工作,期望精準強化個人免疫,幫助國人隨時因應新興病毒感染。

援引高速運算服務,探索增強免疫的關鍵分子

食品研究所生物資源保存及研究中心資深研究員陳倩琪指出,過去幾年,全球積極展開腸道研究,係因許多疾病皆與腸道菌的失衡有關,例如老年人、肥胖者、代謝症候群患者、心血管疾病患者甚至罹患神經系統疾病的人,經研究證實他們的腸道處於失衡狀態,造成免疫系統失調,以致染病機率大增,顯見腸道菌與疾病關聯性極高。

而食品研究所的生物資源保存及研究中心,長年投入益生菌發展,其中研究重點為乳酸菌,因其具有食用歷史且被廣泛應用,有望對人體產生健康促進效益。迄至目前,除公開流通的研究用菌株外,該中心已從人類、動物、植物或發酵食品等不同分離源,篩選、收集千株以上可供產業化使用益生菌種,是開發防疫食品的絕佳來源。

「除微生物外,經由國際研究發現,飲食是影響腸道健康的重要關鍵,如纖維性植物有助於腸道增加好菌、減少壞菌,」陳倩琪說,另外還有許多發酵食品,亦能促進腸道微生物的健康發展、達到平衡狀態,使人體獲得良好的免疫調節作用。譬如熱門的康普茶,不僅含有酵母菌、乳酸菌等益生菌,且能在茶、糖及微生物交互影響後,經由代謝產生糖醛物質,進一步促進人體健康。

因此食品研究所急欲借助大數據運算、結合AI模型分析,深入理解各種發酵食品的微生物組成,偵測微生物對人體究竟有益或有害。在此前提下,食品研究所引用國網中心「科技抗疫2.0」的TWCC雲端高速運算資源,結合自身的基因體科技,解析各類發酵菌種裡的基因體序列,並進行代謝路徑探勘,希望從中找尋可增強免疫系統的關鍵分子。

完成微生物基因體運算,從一週銳減為2~3

陳倩琪表示,根據食品研究所的過往研究,發現台灣民眾擁有Type A、B等兩類腸型,免疫表現不一,例如Type A腸型的免疫指標相對低落。在此思維下,食品研究所將透過不同腸道菌群的分析,結合一些發酵菌種之間相互作用,希望未來找到可促進健康的腸道益生菌,準確加強個人化免疫,以對抗未來可能好發的疾病感染。

正因如此,TWCC超級算力鏈結國網中心與台智雲(TWS)的專業服務能量,對食品研究所是不可或缺的助力,可望協助該所加速探索各種不同來源的微生物,進而利用發酵食品,提升對人體的免疫價值。陳倩琪透露,從前食品研究所利用自家的伺服器,針對小型微生物的基因體執行運算,至少一週才完成運算工作;同樣情境,一旦換到TWCC環境執行,僅需2~3天大功告成。

得力於運算速度的精進,有助於食品研究所大幅提升研究能量,不論面對當前的防疫食品發展課題,抑或後續面對更大型的疾病治療、健康促進等研發需求,都能加速前行、揮灑更高的價值創造力,成就國家、產業、社會乃至個人的大幸福。

文章來源:本文擷取自DIGITIMES。