在科学界最新取得突破的一项壮举中,来自斯坦福大学、基因泰克制药公司和陈-扎克伯格基金会的科学家团队揭示了利用人工智能(AI)创建虚拟人类细胞的巨大潜力。发表在《细胞》杂志上的这项突破性研究开辟了一个前所未有的机遇,可以彻底改变我们对人类生物学的理解,并加速新药和疗法的开发。
虚拟人类细胞将能够模拟人类生物分子、细胞,甚至组织和器官的精确行为。这种合成细胞模型为研究人员提供了一个无与伦比的平台,让他们深入探索健康细胞功能的复杂机制,并揭示导致疾病的根本原因。
更令人振奋的是,AI虚拟细胞使科学家们能够在计算机上进行实验,无需在活体细胞和生物体上进行昂贵且耗时的实验。这种能力将极大地扩展我们对人体生物学的认知,加速新疗法的发现。
例如,癌症生物学家可以模拟突变如何将健康细胞转变为恶性细胞,微生物学家可以预测病毒对感染细胞甚至宿主身体的影响。医生现在可以在患者的“数字孪生体”上测试治疗方法,从而更有效地实现个性化医疗。
然而,创建成功的AI虚拟细胞需要克服三个关键挑战。首先,需要一种通用的方法来表征跨物种和细胞类型的细胞。其次,虚拟细胞必须能够准确预测细胞功能、行为和动态。最后,必须开发高效的计算方法来支持虚拟细胞上的广泛实验。
文章呼吁进行全球开放科学合作,汇集遗传学、蛋白质组学和医学成像等领域的专业知识,共同创建世界首个AI虚拟细胞。这种合作对于实现AI虚拟细胞的全部潜力至关重要。
研究团队强调,任何有关AI虚拟细胞的工作都必须以所得模型对整个科学界开放为前提。这将确保研究成果得到广泛分享,加快科学发现和创新。
这项研究标志着AI在科学界新时代的开始,一个拥有可预测、可生成和可查询工具的时代。AI虚拟细胞有可能从根本上改变我们理解人类生物学的方式,并为解决一些世界上最紧迫的健康挑战铺平道路。
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