Клетка — это биохимическая фабрика, обладающая невероятной сложностью. Эти основные единицы жизни извлекают энергию из окружающей среды и используют её для синтеза сложных молекул, создания копий самих себя и движения. Несмотря на 4 миллиарда лет эволюции, биологи до сих пор не могут полностью понять все процессы, происходящие внутри клеток.
Современные модели клеток способны имитировать важные биомолекулярные процессы, такие как синтез белков, но они лишь слегка касаются всей сложности клеточной механики. Главная проблема заключается в моделировании огромного диапазона биологических процессов на различных масштабах — от атомного до тканевого уровня.
Однако, по словам исследователей из Стэнфорда, искусственный интеллект может стать тем самым прорывом, который позволит моделировать клетки с ранее недостижимой точностью. Они предлагают создать виртуальную клетку на базе ИИ, которая сможет предсказывать реакции клеток на различные стимулы, выявлять потенциальные мишени для лекарств и даже оценивать виртуальные версии этих препаратов.
Ключевым фактором успеха этого подхода является наличие качественных обучающих данных. В этом плане биоинформатики уже добились значительных успехов, имея доступ к огромным объемам данных, таким как архив последовательностей ДНК, содержащий более 14 петабайт информации.
Тем не менее, необходимо учитывать, что многие данные могут быть избыточными или недостаточно разнообразными, чтобы охватить все аспекты клеточного поведения. Поэтому исследователи подчеркивают, что потребуется больше данных из различных источников, включая последовательности ДНК, РНК и белков.
Создание виртуальной клетки — это амбициозный проект, требующий значительного сотрудничества между академическими, государственными и промышленными группами. Успех этого начинания может революционизировать научный процесс и привести к прорывам в биомедицинских исследованиях, персонализированной медицине и разработке новых лекарств.