澳大利亞悉尼大學(xué)研究團隊開發(fā)出一種名為PROTEUS的“生物人工智能（AI）”系統(tǒng),。該系統(tǒng)通過模仿自然進化過程，能在幾周內(nèi)創(chuàng)造出具有新功能的分子,，為藥物研發(fā)和生物技術(shù)帶來突破性進展,。該成果發(fā)表在最新一期《自然·通訊》期刊上，不僅展示了生物技術(shù)與AI融合的前景,，更可能為個性化醫(yī)療和精準治療提供關(guān)鍵工具,。PROTEUS系統(tǒng)基于定向進化技術(shù)，這是一種在實驗室模擬自然進化力量的成熟方法,，換句話說,，是“將進化力量轉(zhuǎn)化為可編程的生物系統(tǒng)”。與傳統(tǒng)定向進化主要在細菌細胞中操作不同,，PROTEUS首次實現(xiàn)在哺乳動物細胞中進化分子,，從而能夠設(shè)計出更適應(yīng)人類生理環(huán)境的蛋白質(zhì)和其他生物分子。這一創(chuàng)新使科學(xué)家能夠快速篩選數(shù)百萬種可能序列,，找到解決復(fù)雜生物問題的最優(yōu)解,。團隊表示，PROTEUS就像生物界的機器學(xué)習(xí)系統(tǒng),。它可以在短時間內(nèi)完成自然進化需要數(shù)年甚至數(shù)十年才能實現(xiàn)的過程,，比如優(yōu)化CRISPR基因編輯工具的效率，或設(shè)計出能精準關(guān)閉疾病基因的新分子,。團隊已通過PROTEUS成功開發(fā)出兩種新型分子：可藥物調(diào)節(jié)的改良蛋白質(zhì)和能檢測DNA損傷的納米抗體,。后者對癌癥早期干預(yù)具有重要意義。但PROTEUS的應(yīng)用遠不止于此,，其算法框架可擴展至增強大多數(shù)蛋白質(zhì)和分子的功能,，為藥物開發(fā)、mRNA療法優(yōu)化等領(lǐng)域提供通用解決方案,。技術(shù)突破的關(guān)鍵在于嵌合病毒樣顆粒的設(shè)計,。其團隊將兩種不同病毒家族的外殼與基因組合，創(chuàng)造出穩(wěn)定且抗“作弊”的系統(tǒng),。這種設(shè)計允許細胞同時處理多種解決方案,，通過自然選擇淘汰無效突變，最終篩選出最優(yōu)分子,。PROTEUS已經(jīng)過獨立實驗室驗證,，具有高度穩(wěn)定性和可靠性，有望推動新一代酶,、分子工具和療法的發(fā)展,。PROTEUS的問世也標志著定向進化技術(shù)向哺乳動物系統(tǒng)的重要跨越。該技術(shù)曾因在細菌中的應(yīng)用獲得2018年諾貝爾化學(xué)獎,，如今PROTEUS將其能力擴展到更復(fù)雜的生物環(huán)境,，為解鎖分子機器學(xué)習(xí)開辟了新維度?！究偩庉嬋c】如果達爾文知道,，進化論與人工智能碰撞出新的火花,，會不會感到欣慰？定向進化技術(shù),，是模擬自然進化機制,，在實驗室中加速蛋白質(zhì)、細胞,、微生物等功能優(yōu)化的技術(shù),。這種技術(shù)突破了自然進化的隨機性和緩慢性,，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)酶改造、藥物開發(fā)等領(lǐng)域,。將人工智能融入定向進化技術(shù),，將進一步推動該技術(shù)向更高通量、更精準,、更高效的方向發(fā)展,，為驅(qū)動精準醫(yī)療、生物制造等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新提供了強大引擎,。來源：科技日報
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