人工智能在创纪录的时间内发现抗生素

经过:杰斯林盾牌|

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麻省理工学院的研究人员使用机器学习算法来鉴定一种称为Halicin的药物,该药物杀死了许多细菌。Halicin(第一行)阻止了抗生素耐药性的发展大肠杆菌,而环丙沙星(底行)没有。图片:由MIT的Collins实验室提供(CC BY-NC-ND 3.0

1928年,一位名叫Alexander Fleming爵士的苏格兰科学家离开了他的实验室葡萄球菌细菌与家人一起度假两周。当他回到实验室长凳上时,他不仅意识到自己还没有很好地整理自己的工作空间细菌其中正在生长霉菌。他还注意到,细菌似乎正在积极避免培养皿的发霉区域。后来他说:“我当然不打算通过发现世界上第一种抗生素或细菌杀手来彻底改变所有药物。但是我想那正是我所做的。”

如今,发现重要的新抗生素并不需要一位惨败的科学家 - 它只需要一台计算机。马萨诸塞州理工学院(MIT)的一群研究人员使用了人工智能(AI)确定一种新的抗生素,甚至杀死一些迄今抗生素菌株。

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但这是否意味着他们为实验室配备了机器人而不是人吗?没有!研究团队创建了一个计算机模型,该模型在短短几天内系统地筛选了超过一亿化学化合物 - 这一壮举将使实验室技术人员多年(以及访问弗莱明的许多相同的科学偶然性)才能完成。

在过去的十年中,很少有新的抗生素被发现,在此期间,细菌变得越来越困难。

詹姆斯·柯林斯(James Collins)说:“我们正在面临抗生素耐药性危机的日益严重的危机,这种情况是由于越来越多的病原体对现有抗生素具有抗药性,以及在生物技术和新抗生素的药物行业中的贫血管道。”麻省理工学院医学工程与科学研究所(IMES)和生物工程系教授新闻稿

他们是如何做到的

研究团队开发了一种机器学习计算机模型,该模型可以鉴定约2500个分子化合物,这些化合物禁止细菌生长 - 在这种情况下,大肠杆菌, 具体来说。然后,他们将该程序引入了6,000种目前正在研究的药物,以查看其中任何一个药物是否可能在治愈已知的人类疾病中有用。一旦该模型选择了最强大的抗菌潜力的分子,该分子看起来与任何已知的抗生素不同,该团队使用了不同的模型来查看该分子是否对人有害。

eto voila呢该模型将候选人缩小到一个模型 - 研究人员将其称为“ halicin” - 过去曾被认为是治疗糖尿病的药物。Halicin已在几种不同的抗生素抗菌菌株的实验室样品上进行了测试,并已被证明杀死了几乎所有抗生素,除了一种非常顽固的肺病原体外。

在发现Halicin之后,研究团队使用该模型使用另一个化合物数据库识别23个候选者,并发现了两个特别强大的候选者。研究人员现在正在努力寻找在杀死的细菌中更具选择性的抗生素,因此他们不会在挽救我们的生命的同时破坏我们所有有益的肠道菌群。根据新闻稿,研究人员计划与制药公司或非营利组织合作开发用于人类使用的药物。

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