如何利用人工智能构建虚拟细胞

科学家说,人工智能虚拟细胞将以前所未有的分辨率模拟广泛的细胞行为。

来源:《Discover》杂志

细胞是巨大复杂性的生化工厂。作为生命的基本单位,细胞从环境中收集能量,并使用它来合成复杂的分子机械,建立自己的复制品并移动。这是一个40亿年的技巧,即使在今天,这也使生物学家神秘了,这些生物学家努力理解工作中的过程和原则。

为了改变这种情况,生命科学家已经对细胞进行了各种细节的建模。这些模型可以在蛋白质的合成中模拟一些重要的生物分子过程,例如转录和翻译。鉴于生物体的遗传密码,最先进的模型甚至可以预测细菌细胞的某些大规模特征,即其表型。

,但是这些模型只是在捕获细胞机械的完整规模和复杂性时刮擦表面。也许最大的挑战是对从原子和分子到细胞和组织水平的尺度上的大量生物过程和途径进行建模。该活动是高度非线性的,因此初始条件的微小变化可能是无关紧要的,也可能导致在时间标准中的结果巨大差异。

步骤更改

当然,加工能力和算法复杂的改进正在逐渐使模型更好。但是,计算机科学家和生活科学家想要的是一个步骤变化,可以超越这些改进。

现在正在看到这样的步骤。该群体说,人工智能有可能在以前闻所未闻的分辨率和广泛尺度上建模细胞。

当然,困难在于从该来源和其他来源明智地选择培训数据。这些数据库中的许多数据可能是多余的或用于培训目的的价值有限。它也不可能多样化,无法捕获全部细胞行为。