科技日報記者 劉霞

捷克技術(shù)大學(xué)領(lǐng)銜的國際團(tuán)隊(duì)研發(fā)出名為DreaMS的AI分子解碼器，其能像“偵探”般快速解析未知分子的結(jié)構(gòu)，有望應(yīng)用于藥物研發(fā)與太空生命探測等領(lǐng)域。相關(guān)研究發(fā)表于新一期《自然·生物技術(shù)》雜志。

目前人類已知的自然界分子僅是冰山一角。隱藏在植物、土壤甚至外星環(huán)境中的神秘分子，可能蘊(yùn)藏著治療頑疾的新藥配方、環(huán)保農(nóng)藥的分子藍(lán)圖，乃至揭示生命起源的密鑰。

研究團(tuán)隊(duì)形象地比喻道，每個分子都有獨(dú)特的“指紋”——質(zhì)譜圖。雖然現(xiàn)代光譜儀能輕松捕獲這些圖譜，但解讀這些由數(shù)百萬數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成的圖譜并揭示確切的分子結(jié)構(gòu)存在一定的難度，DreaMS便應(yīng)運(yùn)而生。

DreaMS的突破在于其開創(chuàng)性的學(xué)習(xí)方式。它模仿人類嬰兒學(xué)習(xí)語言的過程，無需預(yù)先灌輸化學(xué)規(guī)則，僅通過“閱讀”數(shù)千萬份來自植物、微生物、食品等樣本的質(zhì)譜圖，就可自主構(gòu)建起分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)知體系，解讀分子圖譜并揭示其結(jié)構(gòu)。這種自監(jiān)督學(xué)習(xí)模式，也使其發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)方法難以捕捉的深層關(guān)聯(lián)，例如在殺蟲劑、食物與人類皮膚之間的分子相似性，甚至推測某些殺蟲劑可能與牛皮癬等自身免疫疾病存在關(guān)聯(lián)。

這個“化學(xué)偵探”還可用于估計(jì)分子包含多少特定片段或是否包含特定的化學(xué)元素。它在特訓(xùn)后還掌握了氟元素檢測法。氟原子是現(xiàn)代藥物和農(nóng)藥的關(guān)鍵成分，以往難以通過質(zhì)譜法識別。團(tuán)隊(duì)用含氟樣本進(jìn)行特訓(xùn)后，DreaMS便突破了這個困擾學(xué)界多年的檢測瓶頸。