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嘍,大家好,今天小睿這篇評(píng)論,主要來(lái)分析AI從200萬(wàn)份實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中挖出500多種抗衰老藥物,95后中國(guó)博士讓小鼠逆齡。
想象一下,AI不再只是寫代碼、分析數(shù)據(jù),而是能從過去幾十年的真實(shí)生物實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)找出讓身體"變年輕"的方法。
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來(lái)自哈佛大學(xué)和斯坦福大學(xué)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)了ClockBase Agent平臺(tái),讓AI在200萬(wàn)份人類和小鼠的分子組學(xué)數(shù)據(jù)里"挖寶",找出了超過500種可能讓生物年齡倒退的干預(yù)措施。
這個(gè)平臺(tái)的第一作者應(yīng)可鈞是95后科學(xué)家,本科畢業(yè)于中山大學(xué),碩士和博士均畢業(yè)于哈佛大學(xué)。
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應(yīng)可鈞表示,這是首次從生物衰老線索的角度系統(tǒng)性分析過去數(shù)十年的海量分子組學(xué)數(shù)據(jù),能夠重新利用已有的真實(shí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),幫助藥企節(jié)省數(shù)十億美元研究投入和數(shù)百萬(wàn)樣本。
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AI找到讓小鼠"返老還童"的藥
研究團(tuán)隊(duì)基于ClockBase Agent平臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一種抗衰老化合物Ouabain。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,Ouabain顯著延緩了老年小鼠的虛弱進(jìn)程,不僅改善了心臟功能還減輕了神經(jīng)炎癥。
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ClockBase Agent集成了40余種衰老時(shí)鐘模型,能夠自主生成解析數(shù)據(jù)和假說(shuō)、執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分析、進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。在嚴(yán)格專家驗(yàn)證下,分析準(zhǔn)確率達(dá)99%。
這個(gè)平臺(tái)主要由三個(gè)核心AI智能體構(gòu)成:Coding Agent負(fù)責(zé)寫代碼探索數(shù)據(jù),Reviewer Agent評(píng)估實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,Report Agent生成科學(xué)報(bào)告。
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與傳統(tǒng)范式最大的區(qū)別是,研究人員使用的數(shù)據(jù)大部分來(lái)自體內(nèi)小鼠實(shí)驗(yàn),這意味著平臺(tái)的篩選結(jié)果基于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而非純計(jì)算。
平臺(tái)分析了來(lái)自13211項(xiàng)小鼠RNA測(cè)序研究的43529份干預(yù)對(duì)照比較,篩選出的候選藥物包括:Ouabain、KMO抑制劑、降脂藥非諾貝特等。
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從數(shù)據(jù)孤島到智能挖掘
該研究始于2022年,合作單位超過20家。研究初期最大的瓶頸是來(lái)自不同實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)。依靠自然語(yǔ)言處理方法很難精準(zhǔn)識(shí)別對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的相關(guān)樣本。
有些情況下,如果實(shí)驗(yàn)中使用的小鼠都是同年齡或同性別,這些信息可能根本不會(huì)標(biāo)注在數(shù)據(jù)文件里,而是直接放在論文或摘要中。如果AI不能閱讀或理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),就無(wú)法提取信息。
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直到2024年,研究人員意識(shí)到可以用AI智能體來(lái)做這項(xiàng)研究。其優(yōu)勢(shì)在于,它像人類科學(xué)家一樣能夠通過交互式的方式探索數(shù)據(jù),先查看數(shù)據(jù)的前幾列,根據(jù)初步結(jié)果判斷數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),然后再編寫代碼去驗(yàn)證假設(shè)。
11月26日,除了應(yīng)可鈞團(tuán)隊(duì)的ClockBase Agent平臺(tái),來(lái)自Arc研究所、英偉達(dá)、斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)的生物學(xué)大模型Evo2也相繼發(fā)布,包含12.8萬(wàn)個(gè)物種的9.3萬(wàn)億個(gè)核苷酸。
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95后科學(xué)家的抗衰老夢(mèng)想
應(yīng)可鈞在本科就確定了衰老的研究方向。他發(fā)現(xiàn)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都在做衰老的某個(gè)細(xì)分方向,他逐漸意識(shí)到衰老可能是一個(gè)系統(tǒng)性的問題,不是某個(gè)通路主導(dǎo)的機(jī)制。
博士期間,他與團(tuán)隊(duì)以封面論文形式在Nature Aging報(bào)道了首個(gè)基于因果推斷的衰老時(shí)鐘。
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隨著研究深入,他意識(shí)到衰老領(lǐng)域的主要問題并不是沒有更好的篩選手段,而是沒有更好的干預(yù)措施。"無(wú)論是藥物干預(yù)還是基因干預(yù),干預(yù)尺度都太小了。"
跨物種研究啟發(fā)了他:科學(xué)家還沒有找到任何干預(yù)措施能夠超過小鼠20%的壽命提升,但自然界卻可以實(shí)現(xiàn)100倍以上的壽命差異。因此最大的差異在于基因調(diào)控和蛋白序列。
未來(lái),研究團(tuán)隊(duì)希望繼續(xù)篩選出排名前50的潛在抗衰老藥物,通過在實(shí)驗(yàn)中重復(fù)驗(yàn)證來(lái)確認(rèn)真正可逆轉(zhuǎn)衰老的藥物。
他們還將平臺(tái)篩選的藥物與FDA批準(zhǔn)藥物進(jìn)行重疊分析,發(fā)現(xiàn)篩選出的抗衰老藥物中有一部分已獲FDA批準(zhǔn)。"如果這些藥物在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中重復(fù)驗(yàn)證有效,它們有望作為逆轉(zhuǎn)衰老的藥物被使用。"應(yīng)可鈞表示。
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AI與生命科學(xué)的深度融合正在重構(gòu)科研范式。ClockBase Agent平臺(tái)為這個(gè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)大工具,讓科學(xué)家能夠從海量歷史數(shù)據(jù)中挖掘出新價(jià)值。
隨著AI技術(shù)不斷進(jìn)步,我們有理由期待更多突破性發(fā)現(xiàn)為人類健康長(zhǎng)壽帶來(lái)希望。
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