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 objevili nový druh kočky. Měří půl metru a žije v Bolívii

Před deseti lety zavolali bolivijské bioložce Paole Nogales-Ascarrunzové z jedné rezervace. Oznámili jí, že našli opravdu divnou kočku, kterou původně ještě jako kotě našel místní muž a myslel si, že je to obyčejná kočka domácí. Když si uvědomil, že je to divoká šelma, informoval úřady. Vědci, kteří tvora zkoumali, ho teď popsali jako dosud neznámý druh kočkovité šelmy.
před 8 hhodinami

Severokorejské jaderné testy probudily spící seismologické zlomy

Vědci ze tří čínských univerzit popsali, že Severní Korea způsobila svými podzemními testy atomových zbraní nečekaně silné dopady. Otřesy nepřestávají dodnes, a to přesto, že se poslední taková zkouška odehrála už roku 2017.
před 9 hhodinami

Vědci v Česku poprvé chytili největšího netopýra Evropy

Česká zoologická společnost oznámila, že se jejím vědcům podařilo odchytit netopýra obrovského. O jeho občasném výskytu na českém území sice věděli už řadu let, ale snaha o přímé pozorování byla nesmírně složitá. Tento druh může mít rozpětí křídel až půl metru.
před 10 hhodinami

El Niño dál zesiluje. Letos je jiné

El Niño roku 2026 patří mezi ty nejsilnější v dějinách pozorování. Navíc se ale rozvíjí v mnohem teplejším světě, než byl ten při minulých extrémních epizodách tohoto jevu. Vědci předpokládají, že také jeho dopady proto mohou být letos velmi odlišné.
před 11 hhodinami

Tajné náklady a rušení družic. Vesmírné zbrojní závody sílí

Sdělení Spojených států ohledně rozmístění zbraní na oběžné dráze odstartovalo novou éru militarizace vesmíru, míní experti. Nečekaný krok podle nich ukazuje, že závody ve zbrojení zrychlují. USA mají nejspíš v kosmu systémy elektronického boje, protože kinetické zbraně za sebou zanechávají nebezpečný odpad. Washington chce vyslat vzkaz Rusku a Číně, která ve velkém modernizuje své síly.
před 15 hhodinami

Všechny římské cesty nevedly do Říma. Klíčová byla i Konstantinopol, naznačuje výzkum

Před rokem zveřejnila skupina vědců největší mapu silniční sítě starověkého Říma. Poprvé zobrazili alespoň náznak skutečného rozsahu fenoménu, který na dva tisíce let spojil Evropu. Od té doby data analyzují a nyní tým, v němž hrál významnou roli český vědec Adam Pažout, zveřejnil první výsledky. Naznačují, že celá řada dosavadních poznatků o římských silnicích je možná mylná.
včeraAktualizovánovčera v 19:27

Ministerstvo zdravotnictví odmítá přijít o výzkum, přesun navrhuje resort průmyslu

Ministerstvo průmyslu a obchodu navrhuje od roku 2028 přesun zdravotnického výzkumu z resortu zdravotnictví pod Technologickou agenturu ČR (TAČR). Návrh potvrdilo ministerstvo zdravotnictví, se změnou ale nesouhlasí.
včera v 17:56

Irští vědci popsali dvě desítky nákaz bakteriemi odolnými proti antibiotikům

Bakterie zlatého stafylokoka, které jsou odolné vůči antibiotikům, se snadno šíří a špatně léčí. Občas dochází i k lokálním epidemiím, kdy se nakazí více lidí najednou – zpravidla v souvislosti s těsným fyzickým kontaktem a přeplněnými prostory, jako jsou sportovní akce, věznice a zařízení péče o děti. Irští lékaři popsali případ, kdy se nakazily dvě desítky dětí při hře na nafukovacím skákacím hradu. Prokazatelně se infikovalo 22 dětí. Několik skončilo hospitalizovaných, žádné naštěstí nezemřelo.
včera v 16:41

Evropský pohled

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