ИИ ищет новые фармацевтические ингредиенты
Новые активные фармацевтические ингредиенты закладывают основу для инновационных и более эффективных методов лечения. Однако их идентификация и, прежде всего, получение посредством химического синтеза в лаборатории — непростая задача. Чтобы найти оптимальный производственный процесс, химики обычно используют метод проб и ошибок: они выводят возможные методы лабораторного синтеза из известных химических реакций, а затем проверяют каждый из них с помощью экспериментов - трудоемкий подход, который завален тупиками. Теперь ученые из ETH Zurich вместе с исследователями из Roche Pharma Research and Early Development разработали подход, основанный на искусственном интеллекте, который помогает определить лучший метод синтеза, включая вероятность его успеха. Их статья опубликована в журнале Nature Chemistry. «Наш метод может значительно сократить количество необходимых лабораторных экспериментов», — объясняет Кеннет Атц, который разработал модель ИИ в качестве аспиранта вместе с профессором Гисбертом Шнайдером в Институте фармацевтических наук ETH Цюриха.
Активные фармацевтические ингредиенты обычно состоят из каркаса, к которому прикреплены так называемые функциональные группы. Именно это придает веществу его весьма специфическую биологическую функцию. Задача каркаса — привести функциональные группы в определенное геометрическое выравнивание, чтобы они могли действовать целенаправленно. Представьте себе крановый конструктор, в котором каркас из соединительных элементов скреплен болтами таким образом, что функциональные узлы, такие как ролики, тросовые лебедки, колеса и кабина машиниста, расположены правильно по отношению друг к другу. Один из способов получения лекарств с новым или улучшенным лечебным эффектом заключается в размещении функциональных групп в новых участках каркаса. Это может показаться простым и, конечно, не создаст проблем для модели крана, но особенно сложно это сделать в химии. Это связано с тем, что каркасы, состоящие в основном из атомов углерода и водорода, сами по себе практически нереакционноспособны, что затрудняет их связывание с функциональными атомами, такими как кислород, азот или хлор. Чтобы добиться успеха, каркасы должны сначала быть химически активированы посредством обходных реакций.
Одним из методов активации, открывающим множество возможностей для различных функциональных групп, по крайней мере на бумаге, является борилирование. В этом процессе химическая группа, содержащая элемент бор, связывается с атомом углерода в каркасе. Тогда группу бора можно будет просто заменить целым рядом эффективных с медицинской точки зрения групп. «Хотя у борилирования есть большой потенциал, реакцию трудно контролировать в лаборатории. Вот почему наш всесторонний поиск в мировой литературе выявил лишь чуть более 1700 научных работ по этому вопросу», — говорит Атц, описывая отправную точку своей работы. Идея заключалась в том, чтобы взять реакции, описанные в научной литературе, и использовать их для обучения модели искусственного интеллекта, которую исследовательская группа могла бы затем использовать для рассмотрения новых молекул и определения на них как можно большего количества участков, где борилирование было бы осуществимо. Однако в конечном итоге исследователи предоставили своей модели лишь часть найденной литературы. Чтобы гарантировать, что модель не была введена в заблуждение ложными результатами небрежного исследования, команда ограничилась 38 особенно заслуживающими доверия статьями. Всего они описали 1380 реакций борилирования.
Чтобы расширить набор обучающих данных, команда дополнила литературные результаты оценками 1000 реакций, проведенных в автоматизированной лаборатории исследовательского отдела медицинской химии компании «Рош». Это позволяет проводить и анализировать множество химических реакций в миллиграммовом масштабе. «Сочетание автоматизации лабораторий с искусственным интеллектом имеет огромный потенциал для значительного повышения эффективности химического синтеза и одновременного улучшения устойчивости», — говорит Дэвид Ниппа, аспирант из компании Roche, который реализовал проект вместе с Atz. Прогностические возможности модели, созданной на основе этого пула данных, были проверены с использованием шести известных молекул лекарств. В 5 из 6 случаев экспериментальные испытания в лаборатории подтвердили предсказанные дополнительные участки. Модель оказалась столь же надежной, когда дело дошло до идентификации участков на эшафоте, где активация невозможна. Более того, были определены оптимальные условия для реакций активации.
Интересно, что предсказания стали еще лучше, когда была включена трехмерная информация об исходных материалах, а не только их двумерные химические формулы. «Похоже, что эта модель развивает своего рода трехмерное химическое понимание», — говорит Атц. Успех прогнозов также впечатлил исследователей из Roche Pharma Research and Early Development. Тем временем они успешно использовали этот метод для определения участков в существующих лекарствах, куда можно ввести дополнительные активные группы. Это помогает им быстрее разрабатывать новые и более эффективные варианты известных активных фармацевтических ингредиентов. Атц и Шнайдер видят множество других возможных применений моделей ИИ, основанных на сочетании данных из заслуживающей доверия литературы и экспериментов, проведенных в автоматизированной лаборатории. Например, этот подход должен позволить создать эффективные модели для реакций активации, отличных от борилирования.
Команда также надеется выявить более широкий спектр реакций для дальнейшей функционализации борилированных сайтов. Сейчас Атц участвует в этой дальнейшей разработке в качестве ученого в области искусственного интеллекта в области исследований в области медицинской химии в компании Roche. «Очень интересно работать на стыке академических исследований в области искусственного интеллекта и автоматизации лабораторий. И мне приятно иметь возможность продвигать это вперед, используя лучший контент и методы», — говорит Атц. Шнайдер добавляет: «Этот инновационный проект является еще одним выдающимся примером сотрудничества между научными кругами и промышленностью и демонстрирует огромный потенциал государственно-частного партнерства для Швейцарии».
Источник
Последние аномальные новости

Большинство наблюдений НЛО происходит на Западе США

Возможность существования жизни на Марсе в прошлом

Если бы инопланетяне раскрыли себя

Жуткие дыры в облаках над Флоридой

Запад США лучше всего подходит для обнаружения НЛО

Излучение массивных звезд формирует планетные системы

Измерили самую тяжелую пару черных дыр

ИИ раскрывает секретные дороги

ИИ распространяет фейки с угрожающей скоростью

Кому принадлежит Луна

Майли Сайрус рассказала о пугающей встрече с НЛО

Монтана и Юта идеально подходят для наблюдений НЛО

Оранжевые огни освещали побережье острова Поулис

Официальное исследование НЛО в Канаде

Охрана окружающей среды с помощью ChatGPT

Письма разведывательного управления США о НЛО

Составили карту воды в протопланетном диске

Таинственное черное кольцо замечено над Аргентиной

Уфологический ресторан в Розуэлле

Черной дыры и возникновение галактик

В британском эпицентре наблюдений НЛО

Владелец ранчо Скинуокер высказался по поводу НЛО

Где в США лучше всего наблюдать НЛО

Годовщина инцидента с мясным душем в Кентукки

Горячие точки НЛО в Шотландии

Загадочный треугольник Брод-Хейвен

Карликовые галактики реионизировали Вселенную

Карты формируют нашу жизнь, показывая нам кто мы такие

Леброн Джеймс и Барак Обама охотятся на НЛО

Лучшее место для наблюдений НЛО

Лучшие места Шотландии для наблюдения за НЛО

Необычный химический состав переменной звезды

Пилот сообщает о загадочных оранжевых огнях

Предположительно 83 года назад в Миссури видели НЛО

Представляем статуэтки пришельцев из Паскагулы

Пугающий радиосообщение пилота об НЛО

Раскрываем секреты Голливуда и теории НЛО

Сага об НЛО в Брод-Хейвен 1977 года

Сериал Симпсоны предсказали опыт Вилли Вонка

Тайна заоблачных высот Миртл-Бич

Влияние падающих спутников на климат Земли

Гигантский череп обнаружен в Антарктиде

Горячие точки НЛО в США показали на карте

Горячие точки НЛО, выявленные при анализе наблюдений НЛО

Еще одно наблюдение НЛО над Нью-Йорком

Защита астронавтов от вредной пыли на Марсе

Зонд, столкнувшийся с астероидом, изменил его форму

ИИ, нечеловеческий интеллект и колониализм

Металлический шрам обнаружен на белом карлике

Миссия LIFE может обнаружить следы жизни на экзопланетах

Могли ли тихоходки колонизировать Луну

Музыкант-уфолог написал роман о НЛО

На наблюдения НЛО влияет окружающая среда

Пилот заметил в полете НЛО

Планеты могут формироваться легче, чем считалось

Почти 100 000 наблюдений НЛО за два десятилетия

Связь окружающей среды с резким увеличением числа НЛО

Сигнал GRB 230307A был вызван слиянием нейтронных звезд

Теории заговора против вакцинации приобретают вес

Ярчайшие галактики в космической паутине

Искушающие вкусы. Сырный рай с Бри и Камамбером

Аксионные звезды расскажут, что такое темная материя

Запад США лучше всего подходит для наблюдений НЛО

ИИ-клоны людей станут поворотным моментом эволюции

Инопланетяне существуют, но мы никогда не встретимся

Капсулу с противовирусными препаратами вернули из космоса

Космическая пыль помогла зарождению жизни на Земле

Миллиардеры начали готовиться к Судному дню

Может ли ИИ помочь ученым найти инопланетян

НЛО в небе Нью-Хартфорда

НЛО заметили над Диснейлендом

НЛО играют с нашим разумом

Новые открытия в гравитационных волнах

Пилот сообщает о поразительных маневрах НЛО

Разгадка 120-летней морской тайны судна Немезида

Скептики и сторонники изменения климата

Спекуляции вокруг НЛО в Шотландии

Средиземноморский уфологический центр сообщил о НЛО

Страна монстров, где, по слухам, бродят бигфуты

Темная материя составляет более 80% всей материи

У Урана и Нептуна обнаружили новые луны

Более четкое представление о нашей галактике

Британскую Бабу Вангу считали ведьмой

В Пенсильвании были замечены НЛО

Врачи удалили 150 живых насекомых из носа пациента

Житель Австралии снял НЛО на систему видеонаблюдения

Жуткий лес недалеко от Бостона

ИИ оставит программистов без работы

Наблюдения НЛО в Джорджии

Наблюдения НЛО в ирландском небе

Наблюдения НЛО над Сицилией

Найден загадочный подземный лабиринт

НЛО замечены в небе Шотландии

НЛО сигарообразной формы сняли в зоне СВО

Обнаружили чрезвычайно красную черную дыру

Первые подробные изображения астероида

Польский монетный двор выпустил парящую монету

Предоставлено объяснение воздушным шарам над США

Странное явление на небе заметили кузбассовцы

Тайна 'Страны монстров' в Массачусетсе

Теория термоядерного синтеза на Солнце

Скрипты хайпов, для чего используются и какие бывают

Всемирный день НЛО отмечает две отдельные даты

Гигантская фигура вышла из пожара

Голливудский альянс по раскрытию информации

Изучение людьми своего генома должно быть осознанным

Инопланетяне похитили полицейского

Как бы мог выглядеть Марс Илона Маска

Лес, где регулярно замечают НЛО и бигфута

Новый способ генного редактирования растений

О встречах с НЛО сообщили более 50 лет спустя

Охотничья камера засняла жуткую фигуру

Повешенный бродяга вернулся в виде призрака

Психология великих художников. Мифы об одиночистве

Работа с ИИ требует правовых изменений

Раскрывая тайны похищения в Паскагуле

Растущая черная дыра массой в 17 миллиардов солнц

Рука призрака коснулась ребенка в кроватке

США делают новаторский поворот в дискусе об НЛО

Таинственные звери Японии. Смертоносные монстры

Чип с пластиной из алмаза для высокотехнологичного оружия

Эволюция древней Земли

Компания Чистый Лист, отзывы о chistiylist.com

Мебель-трансформер. Новые модели в 2024 году

High Yield Investment Program. Надежность и создание

Антивирус Avast продавал данных пользователей

Вода в протопланетных дисках туманности Ориона

ГМ-бананы одобрили к употреблению

Жители Нефтеюганска увидели световые столбы

Загадочные океаны гикеанских миров

Инопланетяне существуют, но мы их не встретим

Как миссионер бросил вызов папуасским колдунам

Мужчина съел 1176 таблеток ибупрофена за месяц

Научились воровать отпечатки пальцев по звукам свайпов

Национальный архив запускает базу данных НЛО

Опасность слишком большого внимания к тестам IQ

Природный феномен красный лёд у станции Восток

Психокинез юной Иоасии Гаевской

Пугающее фото над башнями-близнецами до событий 9-11

Рейтинг убежищ Великобритании от зомби-апокалипсиса

Роботы копируют голоса епископов для обмана монахинь

Сын Перси Фосетта видел маленьких человечков

Учительница заметила НЛО в форме яйца

Человека-тень заглянул в школу

Электронная музыка изменила состояние сознания

Partners Special Capital Limited - отзывы трейдеров 2024

Full stack разработчик. Ключевые навыки и рекомендации

Большой брат следит за нами из космоса

Влияние темной материи на эволюцию галактик

Военные США, озадачены неопознанным воздушным шаром

Женщина сняла возле дома большую кошку

ИИ Google Gemini AI вышел из под контроля

Как мы могли бы шпионить за внеземными сетями связи

Капсула, которая доставит космических туристов

Ключ к разгадке природы темной энергии

Нейтронная звезда на месте сверхновой SN 1987A

Первые роботы для массового рынка

Поиски пригодных для жизни Татуинов

Пополнение подземных вод в водоносном горизонте Марса

Сила и удовольствие от теорий заговора

Три года спустя поиски жизни на Марсе продолжаются

Ужасающие встречи с инопланетянами

Физика Солнца и поиск жизни за пределами Земли

Хакеры могут использовать ИИ для копирования голоса

Хиросима и первые конденсаты Солнечной системы

Черная пирамида обнаружена в отдаленном районе Аляски

Экзотический эффект квантовой интерференции в изоляторе

Виды надежных дверных замков

Долгое путешествие на Марс опасно

Зачем нам нужны високосные годы

Знаменитые наблюдения НЛО в долине Гудзона

ИИ незаметно заменяет сотрудников Google

Илон Маск отправит миллиона человек на Марс

Информация об осведомителе НЛО засекречена

Мужчины и женщины действительно устроены по-разному

Наблюдения НЛО в Северной Дакоте

НАСА ищет астронавтов, которые будут жить в модели Марса

Низколетящий НЛО оставил следы на теле

Отдел НАСА по предупреждению об астероидах

План по воскрешению вымершего дронта

Прототип телескопа Эйнштейн прошел первые тесты

Разрушение атмосферы обитаемой экзопланеты

Ранние галактики походили на нашу

Самая маленькая из когда-либо наблюдавшихся звезд

Самый высокий мужчина встретил самую низкую женщину

Совершенно секретный отчет об НЛО 1948 года

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика