当前位置: 首页 > news >正文

Nature | 生成式人工智能如何构建更好的抗体

993d348526838b4505ee00971e7aef4f.png

疫情高峰期,研究人员竞相开发一些首批有效的COVID-19治疗方法:从已经康复的人的血液中分离出来的抗体分子。

现在,科学家已经证明,生成式人工智能(AI)可以通过一些繁琐的过程提供捷径,提出增强抗病毒(如SARS-CoV-2和埃博拉病毒)抗体效力的序列。上周在《自然·生物技术》杂志上发表的一项研究是日益增长的努力的一部分,这些努力是应用类似于ChatGPT人工智能平台背后的“神经网络”来进行抗体设计。

包括乳腺癌和类风湿性关节炎在内的疾病的抗体药物每年在全球销售额超过1000亿美元。研究人员希望生成式人工智能——能够根据学习的模式创建文本、图像和其他内容的神经网络——将加速开发并有助于解锁对传统设计方法进行抵抗的靶向抗体药物。

“人们对发现和工程化抗体以及如何使抗体更好的兴趣非常浓厚,”斯坦福大学的生物化学家彼得·金(Peter Kim)说。

免疫武器

抗体是免疫系统抵御感染的关键武器之一。这些蛋白质已经成为生物技术行业的宠儿,部分原因是它们可以被工程化以附着于几乎任何想象得到的蛋白质上以操纵其活性。但是生成具有有用特性的抗体和改进这些特性需要“大量的暴力筛选”,斯坦福大学的计算生物学家布赖恩·海(Brian Hie)说,他也是该研究的共同主导者。

为了查看生成式人工智能工具是否可以减少一些麻烦工作,Hie, Kim和他们的同事使用了名为蛋白质语言模型的神经网络。这些模型类似于ChatGPT等工具的“大语言模型”。但是,蛋白质语言模型不是输入大量文本,而是在数千万个蛋白质序列上进行训练。

其他研究人员已经使用这样的模型设计全新的蛋白质,并帮助高精度地预测蛋白质的结构。Hie, Kim的团队使用了由总部位于纽约的科技巨头Meta旗下的Meta AI研究人员开发的蛋白质语言模型,来提出一些针对抗体的小数量的突变建议。

该模型仅仅在几千个抗体序列上进行了训练,而其中学习的近1亿个蛋白质序列。尽管如此,该模型的建议中有令人惊讶的高比例增强了抗体对SARS-CoV-2、埃博拉病毒和流感病毒等病毒结合其靶标的能力。

针对治疗埃博拉的疗法和治疗COVID-19的疗法的改进提高了这些分子识别和阻断这些病毒感染细胞所使用的蛋白质的能力。

Hie, Kim说,许多建议针对抗体的变化发生在与其靶标相互作用的蛋白质区域之外,而这通常是工程努力的重点。“这个模型正在探索完全或大部分对抗体工程专家来说甚至是非常不明显的信息,”。

全新的蛋白质

“这是人们将用来改进其抗体的工具,”英国牛津大学免疫信息学研究员夏洛特·迪恩说。“我认为这非常棒。”但她补充说,许多研究人员希望与其仅仅改进现有的抗体,生成式人工智能将能够创建全新的抗体来结合特定的靶标。

这种能力可以帮助研究人员开发针对其他抗体设计方法无法攻克的分子靶点的药物,位于马萨诸塞州波士顿的公司Nabla Bio的联合创始人Surge Biswas表示。

例如,人工智能可以帮助解决G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors)这类蛋白质的设计,这是一类嵌入到细胞膜中的蛋白质,涉及神经学疾病、心脏病和无数其他疾病。Biswas称,生成式人工智能还可以帮助设计能够结合多个目标(例如,肿瘤蛋白和能够杀死该肿瘤的免疫细胞)的抗体药物。

斯坦福大学生物工程师Possu Huang表示,蛋白质语言模型非常强大,能够优化现有的蛋白质,包括抗体。但是,仅基于蛋白质序列进行训练的模型可能难以设计出真正新颖的抗体来识别指定的蛋白质。

研究人员表示他们正在取得进展。今年3月,华盛顿州温哥华的生物技术公司Absci的科学家在bioRxiv服务器上发布了一篇预印本文章,报告了他们使用了包含蛋白质序列和实验数据的模型,生成了用于治疗乳腺癌的抗体药物的几个重要区域的新设计,他们称这是使用人工智能制造新型抗体的第一步。

设计全新的抗体的一个关键挑战是它们识别特定目标的能力取决于抗体结构中的弯曲环。研究人员表示,这些相互作用很难用人工智能建模。

参考资料

  • Hie, B. L. et al. Nature Biotechnol.

    https://doi.org/10.1038/s41587-023-01763-2 (2023).

  • Shanehsazzadeh, A. et al. Preprint at BioRxiv

    https://doi.org/10.1101/2023.01.08.523187 (2023).

  • Eguchi, R. R. et al. Preprint at BioRxiv

    https://doi.org/10.1101/2022.12.22.521698 (2022).

  • https://www.nature.com/articles/d41586-023-01516-w

相关文章:

Nature | 生成式人工智能如何构建更好的抗体

疫情高峰期,研究人员竞相开发一些首批有效的COVID-19治疗方法:从已经康复的人的血液中分离出来的抗体分子。 现在,科学家已经证明,生成式人工智能(AI)可以通过一些繁琐的过程提供捷径,提出增强抗…...

【hive】基于Qt5和libuv udp 的lan chat

作者已经不更新了,但是很棒 在线用户列表: 聊天窗口 主程序 单独的网络线程: network_thread data管理关联网络管理的 程序update升级更新 和消息收到 即可...

Java版本工程项目管理系统源码,助力工程企业实现数字化管理

Java版工程项目管理系统 Spring CloudSpring BootMybatisVueElementUI前后端分离 功能清单如下: 首页 工作台:待办工作、消息通知、预警信息,点击可进入相应的列表 项目进度图表:选择(总体或单个)项目显示…...

什么是零拷贝?

零拷贝 什么是零拷贝 零拷贝指的是,从一个存储区域到另一个存储区域的copy任务无需CPU参与就可完成。零拷贝的底层是 通过DMA总线技术实现的。零拷贝与具体的编程语言无关,完全依赖于OS,OS支持就可使用,不支持 设置了也不起作用…...

计算机专业含金量高的证书

目录 第一种证书:计算机技术与软件专业资格考试证书 第二种证书:微软认证 第三种证书:Oracle认证 第四种证书:思科认证 第五种证书:华为认证 第六种证书:红帽认证工程师 第七种证书:阿里…...

原装二手Keithley 2401低压源表 吉时利2401数字源表

Keithley 2401低压源表,20V,1A,20W Keithley 2401 低压源表提供精密电压和电流源和测量功能(1V - 20V 和 10pA - 1A)。它既是高度稳定的直流电源,又是真正的仪器级 5 位万用表。电源特性包括低噪声、精度和…...

gradle-8.1.1-all 快速下载百度网盘下载

Gradle 8.1.1 发布 这是Gradle 8.1的第一个补丁发布。 它修复了以下3个问题: 为配置缓存检测具有数千个lambdas的类时出现MethodTooLargeException;用Gradle 8.1构建的Kotlin DSL预编译脚本插件不能用于其他版本的Gradle;Gradle 8.1在buil…...

C#开发的OpenRA游戏之基地工程车部署命令产生过程

C#开发的OpenRA游戏之基地工程车部署命令产生过程 OpenRA游戏里,前面已经分析基地工程车部署的流程, 但那只是一个框架的流程,只能理解大体的框架, 如果想要深入一步了解怎么样产生部署命令,还需继续探讨以下的代码。 基地工程车是先选中,然后再在基地工程车上面点击右…...

C++ 智能指针的原理、分类、使用

1. 智能指针介绍 为解决裸指针可能导致的内存泄漏问题。如: a)忘记释放内存; b)程序提前退出导致资源释放代码未执行到。 就出现了智能指针,能够做到资源的自动释放。 2. 智能指针的原理和简单实现 2.1 智能指针的原…...

学习笔记——SVG.js中形状元素的创建及其相关方法

CreateElement 1)创建svg元素 在svg.js中,每个元素都是一个对象,可以通过构造它来创建: import { Rect } from "svgdotjs/svg.js" var rect new Rect().size(100, 100).addTo(draw) // or to reuse an existing nod…...

Linux一学就会——系统文件I/O

Linux一学就会——系统文件I/O 有几种输出信息到显示器的方式 #include <stdio.h> #include <string.h> int main() {const char *msg "hello fwrite\n";fwrite(msg, strlen(msg), 1, stdout);printf("hello printf\n");fprintf(stdout, &q…...

OpenCV-Python图像阈值

目录 简单阈值 自适应阈值 Otsu的二值化 所谓的图像阈值&#xff0c;就是图像二值化&#xff0c;什么是二值化&#xff0c;就是只有0和1&#xff0c;没有其他的。在OpenCV的图像里面&#xff0c;二值化表示图像的像素为0和255&#xff0c;并没有其他的值&#xff0c;它跟灰度…...

LangChain-Agents 入门指南

LangChain-Agents 入门指南 LangChain-Agents 入门指南注册 Serpapi运行高级 Agents API 测试运行 Google Search其它 Here’s the table of contents: LangChain-Agents 入门指南 LangChain是一个使用LLMs构建应用程序的工具箱&#xff0c;包含Models、Prompts、Indexes、Mem…...

深度学习-tensorflow 使用keras进行深度神经网络训练

概要 深度学习网络的训练可能会很慢、也可能无法收敛&#xff0c;本文介绍使用keras进行深度神经网络训练的加速技巧&#xff0c;包括解决梯度消失和爆炸问题的策略&#xff08;参数初始化策略、激活函数策略、批量归一化、梯度裁剪&#xff09;、重用预训练层方法、更快的优化…...

【NLP开发】Python实现聊天机器人(ChatterBot,集成前端页面)

&#x1f37a;NLP开发系列相关文章编写如下&#x1f37a;&#xff1a; &#x1f388;【NLP开发】Python实现词云图&#x1f388;&#x1f388;【NLP开发】Python实现图片文字识别&#x1f388;&#x1f388;【NLP开发】Python实现中文、英文分词&#x1f388;&#x1f388;【N…...

Python 操作 Excel,如何又快又好?

➤数据处理是 Python 的一大应用场景&#xff0c;而 Excel 则是最流行的数据处理软件。因此用 Python 进行数据相关的工作时&#xff0c;难免要和 Excel 打交道。Python处理Excel 常用的系列库有&#xff1a;xlrd、xlwt、xlutils、openpyxl ◈xlrd &#xff0d; 用于读取 Exce…...

Spring Redis 启用TLS配置支持(踩坑解决)

由于线上Redis要启用TLS,搜遍了google百度也没一个标准的解决方案,要不这个方法没有,要不那个类找不到...要不就是配置了还是一直连不上redis.... 本文基于 spring-data-redis-2.1.9.RELEASE 版本来提供一个解决方案: 1.运维那边提供过来三个文件,分别是redis.crt redis.key …...

centOS7忘记登录密码该如何重新修改登录密码

文章目录 前言一、重新修改登录密码1.1、第一步1.2、第二步1.3、第三步1.4、第四步1.5、第五步1.6、第六步1.7、第七步1.8、第八步 前言 忘记密码并不可怕&#xff0c;只要学会方法&#xff0c;密码随时都可以找回。 一、重新修改登录密码 1.1、第一步 当打开centOS7之后忘记…...

揭开基于 AI 的推荐系统的神秘面纱:深入分析

人工智能 &#xff08;AI&#xff09; 以多种方式渗透到我们的生活中&#xff0c;使日常任务更轻松、更高效、更个性化。人工智能最重要的应用之一是推荐系统&#xff0c;它已成为我们数字体验不可或缺的一部分。从在流媒体平台上推荐电影到在电子商务网站上推荐产品&#xff0…...

MySQL的事务特性、事务特性保证和事务隔离级别

事务是指要么所有的操作都成功执行&#xff0c;要么所有的操作都不执行的一组数据库操作。 一、MySQL提供了四个事务特性&#xff0c;即ACID&#xff1a; 1. 原子性&#xff08;Atomicity&#xff09;&#xff1a;一个事务中的所有操作要么全部提交成功&#xff0c;要么全部回…...

在HarmonyOS ArkTS ArkUI-X 5.0及以上版本中,手势开发全攻略:

在 HarmonyOS 应用开发中&#xff0c;手势交互是连接用户与设备的核心纽带。ArkTS 框架提供了丰富的手势处理能力&#xff0c;既支持点击、长按、拖拽等基础单一手势的精细控制&#xff0c;也能通过多种绑定策略解决父子组件的手势竞争问题。本文将结合官方开发文档&#xff0c…...

visual studio 2022更改主题为深色

visual studio 2022更改主题为深色 点击visual studio 上方的 工具-> 选项 在选项窗口中&#xff0c;选择 环境 -> 常规 &#xff0c;将其中的颜色主题改成深色 点击确定&#xff0c;更改完成...

多模态商品数据接口:融合图像、语音与文字的下一代商品详情体验

一、多模态商品数据接口的技术架构 &#xff08;一&#xff09;多模态数据融合引擎 跨模态语义对齐 通过Transformer架构实现图像、语音、文字的语义关联。例如&#xff0c;当用户上传一张“蓝色连衣裙”的图片时&#xff0c;接口可自动提取图像中的颜色&#xff08;RGB值&…...

Golang——7、包与接口详解

包与接口详解 1、Golang包详解1.1、Golang中包的定义和介绍1.2、Golang包管理工具go mod1.3、Golang中自定义包1.4、Golang中使用第三包1.5、init函数 2、接口详解2.1、接口的定义2.2、空接口2.3、类型断言2.4、结构体值接收者和指针接收者实现接口的区别2.5、一个结构体实现多…...

Spring Security 认证流程——补充

一、认证流程概述 Spring Security 的认证流程基于 过滤器链&#xff08;Filter Chain&#xff09;&#xff0c;核心组件包括 UsernamePasswordAuthenticationFilter、AuthenticationManager、UserDetailsService 等。整个流程可分为以下步骤&#xff1a; 用户提交登录请求拦…...

SQL Server 触发器调用存储过程实现发送 HTTP 请求

文章目录 需求分析解决第 1 步:前置条件,启用 OLE 自动化方式 1:使用 SQL 实现启用 OLE 自动化方式 2:Sql Server 2005启动OLE自动化方式 3:Sql Server 2008启动OLE自动化第 2 步:创建存储过程第 3 步:创建触发器扩展 - 如何调试?第 1 步:登录 SQL Server 2008第 2 步…...

Python 高效图像帧提取与视频编码:实战指南

Python 高效图像帧提取与视频编码:实战指南 在音视频处理领域,图像帧提取与视频编码是基础但极具挑战性的任务。Python 结合强大的第三方库(如 OpenCV、FFmpeg、PyAV),可以高效处理视频流,实现快速帧提取、压缩编码等关键功能。本文将深入介绍如何优化这些流程,提高处理…...

k8s从入门到放弃之HPA控制器

k8s从入门到放弃之HPA控制器 Kubernetes中的Horizontal Pod Autoscaler (HPA)控制器是一种用于自动扩展部署、副本集或复制控制器中Pod数量的机制。它可以根据观察到的CPU利用率&#xff08;或其他自定义指标&#xff09;来调整这些对象的规模&#xff0c;从而帮助应用程序在负…...

沙箱虚拟化技术虚拟机容器之间的关系详解

问题 沙箱、虚拟化、容器三者分开一一介绍的话我知道他们各自都是什么东西&#xff0c;但是如果把三者放在一起&#xff0c;它们之间到底什么关系&#xff1f;又有什么联系呢&#xff1f;我不是很明白&#xff01;&#xff01;&#xff01; 就比如说&#xff1a; 沙箱&#…...

spring Security对RBAC及其ABAC的支持使用

RBAC (基于角色的访问控制) RBAC (Role-Based Access Control) 是 Spring Security 中最常用的权限模型&#xff0c;它将权限分配给角色&#xff0c;再将角色分配给用户。 RBAC 核心实现 1. 数据库设计 users roles permissions ------- ------…...