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科學(xué)家呼吁全球攜手創(chuàng)建AI虛擬細(xì)胞
2024/12/16 14:08 來源：科技日?qǐng)?bào) 閱讀：1萬
美國斯坦福大學(xué),、基因泰克制藥公司和陳-扎克伯格基金會(huì)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在發(fā)表于最新一期《細(xì)胞》雜志的論文中指出,，鑒于人工智能（AI）的最新進(jìn)展,，以及關(guān)于人類生物學(xué)的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已達(dá)到關(guān)鍵量級(jí),，科學(xué)界迎來了一個(gè)“前所未有的機(jī)遇”,，可以利用AI來創(chuàng)建虛擬人類細(xì)胞,。這種細(xì)胞將能夠代表和模擬人類生物分子,、細(xì)胞乃至最終組織和器官的精確行為,。
這種合成細(xì)胞模型將使人們更深入地理解健康人類細(xì)胞工作中化學(xué),、電學(xué),、力學(xué)，以及其他力量和過程的復(fù)雜相互作用,，并揭示導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙或死亡的疾病的根本原因,。
論文稱，也許更令人期待的是,，AI虛擬細(xì)胞還將使科學(xué)家能夠在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，而無需在活體細(xì)胞和生物體上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種能力將拓展人類對(duì)人體生物學(xué)的認(rèn)知,，加速新藥研發(fā)和新療法出現(xiàn),。
借助AI虛擬細(xì)胞，癌癥生物學(xué)家可以模擬某些突變?nèi)绾螌⒔】导?xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒约?xì)胞,，微生物學(xué)家能夠預(yù)測病毒對(duì)感染細(xì)胞乃至宿主身體的影響,，醫(yī)生能在患者的“數(shù)字孿生體”上測試治療方法，從而加速實(shí)現(xiàn)人們期待已久的更快速,、更經(jīng)濟(jì),、更安全的個(gè)性化醫(yī)療目標(biāo)。
然而,，論文表示,，要想獲得成功，AI虛擬細(xì)胞需要實(shí)現(xiàn)3個(gè)目標(biāo)：首先,，它必須使研究人員能夠創(chuàng)建跨物種和細(xì)胞類型的通用表征,；其次，它必須準(zhǔn)確預(yù)測細(xì)胞功能,、行為和動(dòng)態(tài),，并理解細(xì)胞機(jī)制；最后,，AI虛擬細(xì)胞還要能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，以檢驗(yàn)假設(shè)并指導(dǎo)數(shù)據(jù)收集，從而以遠(yuǎn)低于當(dāng)前的成本和速度擴(kuò)展虛擬細(xì)胞的能力,。
論文認(rèn)為,，AI在科學(xué)界開創(chuàng)了一個(gè)擁有可預(yù)測、可生成,、可查詢工具的時(shí)代,。但實(shí)現(xiàn)AI虛擬細(xì)胞絕非易事，需要遺傳學(xué),、蛋白質(zhì)組學(xué),、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的全球開放科學(xué)合作。
該論文提議,，全球?qū)W術(shù)界,、工業(yè)界和非營利組織等全球利益相關(guān)方之間密切合作，共同創(chuàng)建世界首個(gè)AI虛擬細(xì)胞,。但論文也警告稱,，進(jìn)行任何有關(guān)AI虛擬細(xì)胞的工作都有一個(gè)前提，即所得模型將不受限制地向整個(gè)科學(xué)界開放,。（記者 張佳欣）