圖:機器人科學家 “夏娃”
英國曼徹斯特大學的研究人員最近聲稱他們研究出了新一代機器人科學家,用于藥物研發(fā),降低研發(fā)成本。這位科研新星--"夏娃"女士已經成功的發(fā)現(xiàn)了一種具有抗腫瘤特性的化合物能同時應用于瘧疾的治療。
在科學研究自動化和機械化的趨勢下,機器人科學家應運而生。2009年阿伯里斯特威斯和劍橋大學就已經研發(fā)了第一個科學機器人"亞當"。這群新型科學家能自動開發(fā);根據(jù)觀察測試假說;進行實驗;解釋結果修正自己的假設;然后重復循環(huán),自動高通量進行假設研究。機器人科學家同樣非常適合記錄科學知識:由于實驗構思和執(zhí)行皆由計算機自動執(zhí)行的,所以它可以完全捕捉和數(shù)字化記錄的科學研究過程的各個方面。"亞當"發(fā)明之后,同一科研隊伍在曼徹斯特大學又研發(fā)出了"夏娃",應用于藥物研發(fā)中的早期設計。
首先,"夏娃"機器人能夠每天系統(tǒng)地甄別超過1萬種化合物。利用其人工智能,根據(jù)她的早期的篩選"經驗"(設定),選擇能被選定的藥物靶點高概率激活的化合物。這個篩選系統(tǒng)是基于基因工程酵母的。這使得"夏娃"能排除對細胞有毒的物質,并選擇能阻斷寄生蟲蛋白質的,同時對人蛋白質毫發(fā)無損的化合物。篩選出的化合物隨后自動地被工程化修改,以便于更快,比定制測定法中比標準更便宜地方式產生。"夏娃"同時使用多種類型的測定法和更有效地利用檢查設施,"夏娃"這些優(yōu)點增加了一定預算內發(fā)現(xiàn)新潛在藥物的概率。
研發(fā)團隊將"夏娃"的首秀用于熱帶疾病藥物的搜索。他表示被忽視的熱帶病是人類的禍害,每年殺死數(shù)百萬人,我們知道是什么原因導致這些疾病。在理論上我們可以研發(fā),使用小分子藥物攻擊致病的寄生蟲,但實際上研發(fā)成本和藥物發(fā)現(xiàn)的速度,經濟回報等因素使得制藥業(yè)對此沒有興趣。
為了測試這種方法的可行性,研究人員針對如瘧疾,南美錐蟲病和血吸蟲病熱帶寄生蟲病,對約1500種臨床批準藥物的關鍵分子進行檢測。通過檢測,"夏娃"確認一種先前已認定作為抗癌藥物的化合物能抑制瘧原蟲治病的關鍵分子,DHFR。目前常規(guī)用于預防瘧疾的藥物通常是能抑制DHFR的藥物??紤]到現(xiàn)在盡管付出大量的努力,仍然沒有人能找到一種新的抗瘧藥,并能夠通過臨床試驗。所以"夏娃"的發(fā)現(xiàn)不僅僅展示的是一種新的方法,更可能為抗瘧藥的更新帶來新貢獻。
"夏娃"的工作極大降低了藥物篩選的成本,不確定性和時間,并且將可能改善數(shù)以百萬計世界各地的人們生活。
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