美國斯坦福大學、基因泰克制藥公司和陳-扎克伯格基金會的科學家團隊在發(fā)表于最新一期《細胞》雜志的論文中指出,鑒于人工智能最新進展,以及關于人類生物學的大規(guī)模實驗數(shù)據(jù)已達到關鍵量級,科學界迎來了一個“前所未有的機遇”,可以基于AI來創(chuàng)建虛擬人類細胞。這種細胞將能代表和模擬人類生物分子、細胞乃至最終企業(yè)和器官的精確行為。
這種合成細胞模型將使人們更深入理解健康人類細胞工作中化學、電學、力學,以及其他力量和過程的復雜相互作用,并揭示導致細胞功能障礙或死亡疾病的根本原因。
論文稱,也許更令人期待的是,AI虛擬細胞還將使科學家能在計算機上進行實驗,而無需在活體細胞和生物體上進行實驗,這將拓展人類對人體生物學的認知,加速新藥研發(fā)和新療法研發(fā)。
借助AI虛擬細胞,癌癥生物學家可模擬某些突變如何將健康細胞轉變?yōu)閻盒约毎?,微生物學家能預測病毒對感染細胞乃至宿主身體的影響,醫(yī)生能在患者“數(shù)字孿生體”上測試治療方法,從而加速實現(xiàn)人們期待已久的更快速、更經濟、更安全的個性化醫(yī)療目標。
然而,論文表示,要想獲得成功,AI虛擬細胞需要實現(xiàn)三個目標:首先,必須使研究人員能創(chuàng)建跨物種和細胞類型的通用表征;其次,必須準確預測細胞功能、行為和動態(tài),并理解細胞機制;最后,AI虛擬細胞還要能在計算機上進行實驗,以檢驗假設并指導數(shù)據(jù)收集,從而以遠低于當前的成本和速度擴展虛擬細胞能力。