AI“化學偵探”快速解析未知分子結構

科技日報北京5月28日電 （記者劉霞）捷克技術大學領銜的國際團隊研發出名為DreaMS的AI分子解碼器。它能像“偵探”一樣快速解析未知分子的結構，有望應用於藥物研發與太空生命探測等領域。相關研究發表於新一期《自然·生物技術》雜誌。

目前，人類已知的自然界分子僅是冰山一角。隱藏在植物、土壤甚至外星環境中的神秘分子，可能藴藏着治療頑疾的新藥配方、環保農藥的分子藍圖，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”——質譜圖。雖然現代光譜儀能輕鬆捕獲這些圖譜，但解讀這些由數百萬數據點構成的圖譜並揭示確切的分子結構存在一定的難度，DreaMS便應運而生。

DreaMS的突破在於其開創性的學習方式。它模仿人類嬰兒學習語言的過程，無需預先灌輸化學規則，僅通過“閲讀”數千萬份來自植物、微生物、食品等樣本的質譜圖，就可自主構建起分子結構的認知體系，解讀分子圖譜並揭示其結構。這種自監督學習模式，也使其發現了傳統方法難以捕捉的深層關聯，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。

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