Vědci pomocí umělé inteligence objevují neznámé molekuly

Odhalení struktury neznámých molekul otevírá nové možnosti ve vývoji léčiv a šetrnějších pesticidů a přispívá lepšímu porozumění biologických procesů a výzkumu života ve vesmíru. Základním nástrojem pro popis molekul je hmotnostní spektrometrie, která vytváří charakteristický otisk prstu molekuly, tedy hmotnostní spektrum. Přestože je možné tímto způsobem získat obrovské množství dat, jejich výklad je extrémně náročný a často se spektra jeví jako nepřehledné tabulky čísel bez jasného významu. Tým vědců využil metody umělé inteligence a strojového učení. Podobně jako velké jazykové modely typu ChatGPT se učí rozumět jazyku, i bez znalosti významu jednotlivých slov, tak i model Vědci pomocí umělé inteligence objevují neznámé molekuly Datum: 27. 5. 2025 11:30 Klíčová slova: ČR;věda;AI Praha 27. května (ČTK) - Vědci pomocí umělé inteligence (AI) objevují dosud neznáme molekuly. Vyvinuli model strojového učení nazvaný DreaMS, který analýzu dat z takzvané hmotnostní spektrometrie pomáhá zrychlovat. Může to zlepšit například vývoj léčiv nebo porozumění biologii. Na výzkumu se podílí Ústav organické chemie a biochemie Akademie věd ČR s Českým institutem informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT (CIIRC ČVUT). Ústav o tom informoval v tiskové zprávě. 7 DreaMS analyzuje hmotnostní spektra, aniž má předem definované chemické struktury. "ChatGPT dokáže z velkého množství slov odvodit jejich význam a souvislosti mezi nimi, neuronová síť DreaMS pomocí samořízeného učení zase rozpoznává, jaké molekulární struktury se za spektry skrývají," uvedl Josef Šivic z CIIRC ČVUT. DreaMS byl trénován na desítkách milionů spekter z různých organismů a prostředí, zahrnujících rostliny, mikroby, potraviny, tkáně i půdní vzorky. "Díky tomu dokáže nacházet skryté podobnosti mezi spektry, mezi nimiž na první pohled žádná souvislost není," uvedl Tomáš Pluskal z ústavu. Výsledkem je síť nazvaná DreaMS Atlas, kterou lze přirovnat k internetu hmotnostních spekter, kde každé spektrum je jako webová stránka propojená s ostatními. Tento atlas umožňuje vyhledávání, sledování chemických souvislostí a formulaci nových vědeckých otázek. DreaMS takto odhalil nečekané chemické podobnosti a navrhl hypotézu, že určité pesticidy by mohly souviset s autoimunitním onemocněním, jako je lupénka. DreaMS lze využít i k dalším praktickým úlohám, například k odhadu počtu určitých molekulárních fragmentů nebo k detekci přítomnosti konkrétních chemických prvků. Vědci nyní pracují na rozvoji modelu směrem k předpovědi kompletních molekulárních struktur. Studii publikoval vědecký časopis Nature Biotechnology.