科技日報記者 張佳欣

美國斯坦福大學、基因泰克制藥公司和陳-扎克伯格基金會的科學家團隊在發(fā)表于最新一期《細胞》雜志的論文中指出，鑒于人工智能（AI）的最新進展，以及關于人類生物學的大規(guī)模實驗數(shù)據(jù)已達到關鍵量級，科學界迎來了一個“前所未有的機遇”，可以利用AI來創(chuàng)建虛擬人類細胞。這種細胞將能夠代表和模擬人類生物分子、細胞乃至最終組織和器官的精確行為。

這種合成細胞模型將使人們更深入地理解健康人類細胞工作中化學、電學、力學，以及其他力量和過程的復雜相互作用，并揭示導致細胞功能障礙或死亡的疾病的根本原因。

論文稱，也許更令人期待的是，AI虛擬細胞還將使科學家能夠在計算機上進行實驗，而無需在活體細胞和生物體上進行實驗。這種能力將拓展人類對人體生物學的認知，加速新藥研發(fā)和新療法出現(xiàn)。

借助AI虛擬細胞，癌癥生物學家可以模擬某些突變如何將健康細胞轉變?yōu)閻盒约毎?，微生物學家能夠預測病毒對感染細胞乃至宿主身體的影響，醫(yī)生能在患者的“數(shù)字孿生體”上測試治療方法，從而加速實現(xiàn)人們期待已久的更快速、更經(jīng)濟、更安全的個性化醫(yī)療目標。

然而，論文表示，要想獲得成功，AI虛擬細胞需要實現(xiàn)3個目標：首先，它必須使研究人員能夠創(chuàng)建跨物種和細胞類型的通用表征；其次，它必須準確預測細胞功能、行為和動態(tài)，并理解細胞機制；最后，AI虛擬細胞還要能在計算機上進行實驗，以檢驗假設并指導數(shù)據(jù)收集，從而以遠低于當前的成本和速度擴展虛擬細胞的能力。

論文認為，AI在科學界開創(chuàng)了一個擁有可預測、可生成、可查詢工具的時代。但實現(xiàn)AI虛擬細胞絕非易事，需要遺傳學、蛋白質組學、醫(yī)學成像等領域的全球開放科學合作。

該論文提議，全球學術界、工業(yè)界和非營利組織等全球利益相關方之間密切合作，共同創(chuàng)建世界首個AI虛擬細胞。但論文也警告稱，進行任何有關AI虛擬細胞的工作都有一個前提，即所得模型將不受限制地向整個科學界開放。