Čeští vědci chtějí s pomocí AI objevovat nové molekuly

Čeští vědci spolupracují s odborníky ze čtrnácti výzkumných institucí po celém světě, aby využili umělou inteligenci (AI) na objev a vývoj nových přírodních molekul, které by bylo možné využívat například ve vývoji léčiv, kosmickém výzkumu nebo likvidaci znečištění v přírodě.

Objevování malých molekul může znamenat pokrok v celé řadě vědeckých oborů, které přinášejí reálné zlepšení lidského života. Podle Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT), které mezinárodní projekt MassSpecGym vede, se to týká oblastí jako chemie, biologie, vývoj léčiv a analýza životního prostředí.

„I přesto, že se dosáhlo velkého pokroku, vědci stále objevili jen malý kousek celkové molekulární rozmanitosti života,“ uvedli výzkumníci.

Rozpady molekul

Takzvaná tandemová hmotnostní spektrometrie, kterou využívají, je důležitá metoda, která pomáhá identifikovat molekuly v biologických a environmentálních vzorcích. Funguje tak, že molekuly se nejprve rozpadnou na menší části a poté se změří hmotnosti těchto fragmentů. „Z biologických nebo environmentálních vzorků lze změřit tisíce různých spekter, z nichž každé obvykle odpovídá jedné molekule,“ popsal Tomáš Pluskal z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR, který je součástí této vědecké iniciativy.

Popsat pak ale spektra pomocí molekulárních struktur je i přes rychlý vědecký pokrok stále nesmírně složité. „I s nejmodernějšími metodami strojového učení se podaří popsat méně než deset procent spekter. To znamená, že velká část chemických možností zůstává neobjevená, což zpomaluje pokrok ve vědě a technologii,“ upozornil Pluskal.

Vývoj umělé inteligence pro hmotnostní spektrometrii je zatím omezen tím, že chybí jednotná data a způsob, jak AI hodnotit. Projekt MassSpecGym se to snaží zlepšovat tím, že vytváří standardy pro objevování molekul a jejich popis. Cílem je vyvinout nové AI modely, které pomohou objevit neznámé chemické látky v přírodě.

Projekt MassSpecGym má tři hlavní části. Mezi ně patří největší veřejně dostupná databáze hmotnostních spekter s označenými molekulami, úkoly pro AI, které pomáhají objevit molekuly, a sady spekter a molekul pro testování, jak dobře AI modely dokáží pracovat s novými molekulami.

Vývoj MassSpecGym začal na semináři v Německu a zapojilo se do něj třicet výzkumníků ze čtrnácti institucí. Výzkum byl vybrán pro prestižní prezentaci na konferenci NeurIPS 2024 ve Vancouveru, která je jednou z významných konferencí v oblasti strojového učení. Tento projekt byl spolufinancován z unijních projektů FRONTIER a ELIAS.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vědci: Za oběžnou dráhou Pluta je další „zakrslá“ planeta. Může být obrem mezi trpaslíky

Za oběžnou dráhou Pluta pravděpodobně obíhá kolem Slunce další trpasličí planeta. Ledové těleso astronomové objevili s pomocí teleskopu umístěného v Chile a označili 2026 ED138. K potvrzení toho, že jde skutečně o trpasličí planetu, jsou nicméně zapotřebí další pozorování.
před 13 hhodinami

Tajemství opeřencova kalendáře: Tažní ptáci si umí „resetovat letový řád“

Ptáci dokáží svou migraci na tisícovky kilometrů vynikajícím způsobem načasovat. A když neočekávané okolnosti naruší nebo rozbijí jejich plány, jsou schopní všechno bez větších problémů dohnat. Problémem ale může být klimatická změna, upozorňují v nové studii vědci.
před 15 hhodinami

Silné krvácení či bolesti v podbřišku. Jaké účinky má slzný plyn na ženské zdraví?

Vyvolání děložních bolestí, záchvaty endometriózy, výrazné krevní ztráty, narušení menstruačního cyklu… Na sociálních sítích tisíce lidí popisují potíže s reprodukčním zdravím, které přičítají masivnímu používání slzného plynu ze strany bezpečnostních složek během nedávných protestních akcí ve Francii a Belgii. Někdy již několik hodin po kontaktu s látkou hlásí ženy silné křeče, abnormální krvácení, předčasný nástup menstruace nebo naopak její úplné vynechání. Ve Francii nyní kolektiv „Lacrymo de sang“, který sdružuje zdravotníky, aktivisty a osoby se vzděláním v oblasti reprodukčního zdraví, provádí šetření s cílem shromáždit svědectví o účincích slzného plynu na menstruační cyklus. Cílem je shromáždit empirická data a následně zvýšit povědomí o menstruačním zdraví. Dosud formulář vyplnilo více než devět tisíc zájemců.
včera v 18:00‌‌

Brambor bude v tuzemsku letos o pětinu méně než loni, roli hraje i změna klimatu

Brambory tvoří jeden ze základů českého jídelníčku. Letos ale byla z více důvodů jejich sklizeň velmi nízká, což nejspíš povede ke zvýšení jejich ceny.
včera v 16:00‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.