科技日報記者 劉霞

捷克技術(shù)大學領銜的國際團隊研發(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)，有望應用于藥物研發(fā)與太空生命探測等領域。相關研究發(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，可能蘊藏著治療頑疾的新藥配方、環(huán)保農(nóng)藥的分子藍圖，乃至揭示生命起源的密鑰。

研究團隊形象地比喻道，每個分子都有獨特的“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便應運而生。

DreaMS的突破在于其開創(chuàng)性的學習方式。它模仿人類嬰兒學習語言的過程，無需預先灌輸化學規(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)的認知體系，解讀分子圖譜并揭示其結(jié)構(gòu)。這種自監(jiān)督學習模式，也使其發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)方法難以捕捉的深層關聯(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聯(lián)。

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