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人工智能正在颠覆很多领域,药物开发就是其中之一

2020-03-12  本文已影响0人  周小鱼fish

人工智能正在颠覆很多领域,药物开发就是其中之一。自青霉素诞生以来,抗生素已经成为了现代医学的基石之一。然而随着抗生素的滥用,越来越多的细菌对抗生素产生了耐药性。过去许多抗生素都来自于土壤中的微生物,用开发传统药物的方式来开发抗生素并不容易。过去的几十年里,诞生的新型抗生素寥寥无几,且结构上与过去已有的抗生素大同小异。

麻省理工学院(MIT)的科学家为了改变这一困境,开发了一种机器学习的模型。具体来看,这种模型能够自动学习不同药物分子里的结构,不但可以掌握这些分子的不同位置是否存在特定的化学基团,还能够预测这些分子的特性。利用这套模型从其中6111个分子里找到了一种分子halicin。除了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,一种难治的肺部病原体)之外,halicin对所有测试的耐药菌都有杀伤作用。

从机理上看,halicin能干扰细菌形成跨膜的电化学梯度,阻止细菌产生能量。重塑电化学梯度的过程非常复杂,不是简单的几个突变就能完成的,因此这也最大程度上杜绝了耐药性的产生。

利用这套系统,研究人员们进一步在另一个数据库里筛选了数亿个分子,并从中找到了23个与现有抗生素结构迥异,且对人类细胞无毒性的潜在抗菌分子。这一筛选过程,只用了短短的3天时间。后续的研究也表明,其中8个分子的确有抗细菌的活性,2个分子的活性尤其强。

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