Kineski superkompjuter može da koristi veštačku inteligenciju da ubrza otkrivanje lekova

Koristeći veštačku inteligenciju (AI) i jedan od najbržih superkompjutera na svetu, kineski naučnici konstruišu inače nepoznate hemikalije koje se mogu klinički koristiti u budućnosti.

Superkompjuter Tianhe-2 u južnoj kineskoj provinciji Guangdong, koji se nalazi među 10 najbržih računara na svetu na listi TOP 500 objavljenoj ovog meseca, korišćen je kao platforma za otkrivanje lekova. Algoritmi zasnovani na veštačkoj inteligenciji sada čine mašinu još pametnijom.

Naučnici sa Univerziteta Sun Jat-sen i AI startup-a Galikir sa sedištem u Pekingu, zajedno sa onima sa Tehnološkog instituta Džordžije i Tehnološkog instituta u Masačusetsu, izvestili su o praktičnom kompletu alata za duboko učenje za predviđanje puteva biosintetike za prirodne proizvode (NP) ili NP-slična jedinjenja u Tianhe-2.

Prirodni proizvodi su primarni izvor otkrića kliničkih lekova. Više od 60 procenata lekova malih molekula koje je odobrila FDA u Sjedinjenim Državama su NP ili njihovi derivati.

Do sada je zabeleženo preko 300.000 NP, ali zahvaljujući složenom proizvodnom znanju, samo jedna desetina je razvijena kao supstrat ili proizvod, pri čemu je hitno potreban kompjuterski skrining.

U nedavnoj studiji objavljenoj u Nejčr Komjunikejšns, istraživači su predstavili alat pod nazivom BioNavi-NP za predlaganje biosintetičkih puteva NP iz jednostavnih građevinskih blokova na optimalan način, koji ne zahteva već poznata biohemijska pravila.

Prvo, model predviđanja bio-retrosinteze u jednom koraku je obučen da generiše kandidate prekursora za ciljni NP. Prema studiji, potpuni model zasnovan na podacima postiže tačnost predviđanja 1,7 puta precizniju od prethodnog modela zasnovanog na pravilima.

Zatim, automatski sistem za planiranje puteva retro-biosinteze efikasno uzorkuje verodostojne biosintetičke puteve.

Studija otkriva da komplet alata može uspešno da identifikuje biosintetičke puteve za 90,2 odsto od 368 testnih jedinjenja.

Takođe, istraživači su kombinovali postojeći alat za predviđanje enzima da bi obezbedili veb server koji je jednostavan za upotrebu i otvoren za javnost koji može predvideti puteve biosintetike. Takođe može oceniti biološku izvodljivost tih puteva na osnovu procenjenih preferencija vrsta i enzima.

Unošenjem svih relevantnih NP molekula u onlajn komplet alata, može se dobiti više predviđenih načina da se sintetišu za nekoliko minuta.

Brze rezultate omogućavaju snažna paralelna računarska sposobnost Tianhe-2 i njegovi prilagođeni GPU resursi, koji pomažu da se skrati vreme obuke i testiranja sa više od dve nedelje na jedan dan.

Kineski superkompjuter Tianhe-2 se naširoko koristi za promovisanje istraživanja u zdravstvu i medicini.

Pripremio: Stevan Bulat