Как предсказать поведение молекул по скудным данным

Как предсказать поведение молекул по скудным данным


Открытие новых молекул для конкретных применений является основной движущей силой прогресса в самых разных отраслях, будь то фармацевтические компании, ищущие новые лекарства, или компании, занимающиеся электроникой или энергетикой, ищущие новые материалы с особыми свойствами. Но это также во многом процесс проб и ошибок, потому что пока не существует способа точно предсказать, как будет вести себя данное химическое соединение с точки зрения множества различных свойств и реакций, которые могут проявлять материалы.

Недавний прогресс был достигнут в использовании искусственного интеллекта и машинного обучения для дополнения или ускорения трудоемких расчетов, основанных на физических принципах, которые могут, по крайней мере, дать некоторое первоначальное представление о том, какие соединения стоит синтезировать и тестировать. Теперь новый метод, разработанный в Массачусетском технологическом институте, показывает, что, когда имеется мало данных о некоторых технологически значимых свойствах, таких как сродство лиганда к недавно обнаруженной клеточной мишени для потенциального лекарства, этот подход может превзойти другие существующие методы для отсеивания возможных молекул, на которые, возможно, стоит обратить внимание.

Результаты были опубликованы в выпуске журнала Journal of Chemical Information and Modeling от 14 сентября в статье аспиранта Массачусетского технологического института Акшата Шириша Залте и недавнего выпускника Джексона Бернса, доктора философии ’26, научного сотрудника Шарлеса Абреу, профессора Уильяма Грина и трех исследователей из химической компании BASF.

Более ранняя версия статьи доступна в Интернете с прошлого года, а разработанная командой модель с открытым исходным кодом под названием CheMeleon уже нашла регулярное использование в нескольких фармацевтических компаниях. CheMeleon был создан с использованием ChemProp, пакета машинного обучения с открытым исходным кодом, также разработанного и поддерживаемого группой Грина в Массачусетском технологическом институте. Любой может загрузить CheMeleon через ChemProp и настроить его для своих целей.

Ранее в этом году OpenADMET организовал конкурс на попытку предсказать свойства множества новых молекул, которые ранее не были синтезированы, говорит Грин, профессор химической инженерии Хойта Хоттеля. «Это был большой конкурс, в нем приняло участие много людей», — говорит он. Когда были объявлены победители, выяснилось, что девять из 20 лучших заявок использовали CheMeleon в своей работе. «Поэтому мы начали получать всевозможные запросы по этому поводу от фармацевтических компаний, но наша статья только что была отправлена; она еще даже не прошла рецензирование или что-то в этом роде».

Пока статья проходила этот процесс проверки, ее влияние уже распространялось. По крайней мере, одна фармацевтическая компания, по словам Грина, «разослала сообщение всем своим сотрудникам и сказала: «Каждый раз, когда вы моделируете недвижимость, начните с CheMeleon, это наша новая политика компании» при принятии первоначальных решений о том, какие молекулы использовать.

Ключом к CheMeleon была предварительная подготовка модели машинного обучения с подробными данными о миллионе различных молекул, чтобы она могла изучить корреляции между структурой данной молекулы и ее поведением по отношению к каталогу из примерно 1600 дескрипторов, которые разрабатывались химиками на протяжении десятилетий. Затем CheMeleon можно будет точно настроить, чтобы предсказать как хорошо известные свойства, такие как растворимость и вязкость, так и более экзотические свойства, такие как биологическая активность или реакционная способность с определенным белком или ферментом.

Эти миллионы молекул представляют собой ничтожную долю бесчисленных способов, которыми атомы могут соединяться друг с другом, но они предоставляют достаточно примеров, чтобы, как только система ИИ будет обучена на них, она сможет самостоятельно разработать множество основных закономерностей и отношений, а затем применить их к новой, неизвестной молекуле, которая ей будет представлена.

«Большинство современных моделей глубокого обучения требуют больше данных, чем традиционные методы», — говорит Залте. По его словам, в некоторых успешных моделях используются обширные данные из литературы, опубликованной в химических журналах. «Мы вообще не изучаем литературу. Мы просто вычисляем ряд молекулярных дескрипторов, таких как молекулярный вес или количество атомов кислорода и другие». Затем прогнозирование этих дескрипторов составляет основу для задачи предварительного обучения.

CheMeleon — это предварительно обученная базовая модель. Вдохновленный известными базовыми моделями языка, такими как ChatGPT и Claide, которые, по сути, разрабатываются путем подачи огромных объемов информации из Интернета, CheMeleon использует молекулярные дескрипторы миллиона молекул из PubChem, большой, свободно доступной базы данных химической информации, поддерживаемой Национальными институтами здравоохранения США.

С другой стороны, в классических моделях, управляемых экспертами, специалисты в данной области вручную вводят подробные знания по своему предмету. Например, по его словам, при разработке этих классических моделей люди знают из экспериментов, что определенное интересующее свойство, скажем, растворимость, может относиться к конкретным дескрипторам одних и тех же молекул, «таким как молекулярная масса или количество присутствующих атомов кислорода, или насколько разветвленная или громоздкая молекула».

Используя подход этой команды, они могут начать с существующей архитектуры нейронной сети и обучить ее изучению основных принципов. «Мы обучаем ее не для конкретного свойства, а как общую модель, которая понимает определенный уровень химии, так что даже если вы точно настроите ее с помощью всего лишь нескольких точек данных для интересующей вас задачи, вы все равно сможете получить хорошую производительность», — говорит он. Это благодаря тому, что модели «не приходится учиться всему с нуля».

Чтобы убедиться в ее полезности, «мы сравнили нашу модель не только с другими существующими базовыми моделями, но также с классическими моделями, использующими принципы, разработанные экспертами», — говорит Залте. Сравнивая производительность в 58 тестовых случаях, «мы видим, что наша модель выходит на первое место».

Грин добавляет: «Фундаментальная модель CheMeleon радикально сокращает количество молекул, которые необходимо проверить экспериментально, чтобы точно предсказать свойства новых молекул. Это огромное преимущество, поскольку синтез и тестирование большого количества молекул — процесс медленный и дорогостоящий».

Помимо членов MIT, в команду также входили Йохен Зиг, Кристиан Фельдманн и Мириам Матеа, исследователи из BASF SE в Германии. Работа поддерживалась консорциумом «Машинное обучение для фармацевтических открытий и синтеза», а также стипендиальной поддержкой Министерства энергетики США и MathWorks.



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

தீவிர சூறாவளி புயல் 'முரசு' சென்னையில் நாளை பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை 'முரசு' புயல் குறித்த தகவல்கள் சென்னையில் நாளை பள்ளிகளுக்கு விடுமுறையா? வானிலை சென்னையில் நாளை விடுமுறையா? 'முரசு' புயல் வானிலை சென்னையில் புயல் 'முரசு' புயல் கண்காணிப்பு சென்னையின் வானிலை தெலுங்கானா சென்னை வானிலை புயல் கண்காணிப்பு செங்கல்பட்டில் இன்று பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை சென்னையில் பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை செங்கல்பட்டில் பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை விஜயவாடா வானிலை வானிலை அறிக்கை 'முரசு' புயல் கண்காணிப்பு இன்றைய வானிலை அறிக்கை சென்னையில் நாளை பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை சென்னை வானிலை சென்னையில் இன்று பள்ளிகளுக்கு விடுமுறையா? இன்றைய சென்னை வானிலை விமான சேவைகள் தமிழ் பக்தாகோர் (Pakhtakor) vs அல்-நாசர் (Al-Nassr) பக்தாகோர் எஃப்சி vs அல்-நாசர் எஃப்சி தரவரிசை ஏஎஃப்சி (AFC) சாம்பியன்ஸ் லீக் பக்தாகோர் எஃப்சி vs அல்-நாசர் எஃப்சி அணிகளின் விவரம் ஜோவா ஃபெலிக்ஸ் (João Félix) அல்-நாசர் எஃப்சி பக்தாகோர் எஃப்சி நியூ இங்கிலாந்து (New England) vs இன்டர் மியாமி (Inter Miami) நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி தரவரிசை எம்எல்எஸ் (MLS) இன்டர் மியாமி லியோனல் மெஸ்ஸி இன்டர் மியாமி சிஎஃப் இன்டர் மியாமி vs நியூ இங்கிலாந்து நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி அணிகளின் விவரம் மெஸ்ஸியின் மொத்த கோல்கள் நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி போட்டி நிகழ்வுகள் இன்டர் மியாமி போட்டிகள் நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி ஓமன் vs நெதர்லாந்து ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி தரவரிசை ஓமன் vs நெதர்லாந்து ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி போட்டி ஸ்கோர்கார்டு ஐசிசி (ICC) சிடபிள்யூசி (CWC) லீக் 2 ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி தரவரிசை ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி போட்டி ஸ்கோர்கார்டு நவம்பர் 2 - தங்கம் மற்றும் வெள்ளி விலை நிலவரம் வெள்ளி மற்றும் தங்கத்தின் விலைகள் தங்கம் குறித்த செய்திகள் இன்றைய தங்க விலை பெங்களூருவில் இன்றைய தங்க விலை ஹைதராபாத்தில் இன்றைய தங்க விலை கொல்கத்தாவில் இன்றைய தங்க விலை சென்னையில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்கம் மற்றும் வெள்ளி விலை பெங்களூருவில் இன்றைய தங்க விலை சென்னையில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்க விலை தனிஷ்க் (Tanishq) தங்க விலை வெள்ளி - எம்சிஎக்ஸ் (MCX) நேரலை விலை பெங்களூருவில் இன்றைய வெள்ளி விலை கோயம்புத்தூரில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்கம் விலை தங்கத்தின் விலைகள் சென்னையில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்க விலை இன்றைய வெள்ளி விலை MCX தங்கம் MCX தங்க விலை விலைமதிப்பற்ற உலோகம் மும்பையில் இன்றைய தங்க விலை ஹைதராபாத்தில் இன்றைய தங்க விலை டெல்லியில் இன்றைய தங்க விலை ஹைதராபாத்தில் இன்றைய தங்க விலை MCX தங்க விலை சென்னையில் தங்க விலை பெங்களூருவில் இன்றைய தங்க விலை MCX வெள்ளி விலை MCX மலபார் தங்க விலை இன்றைய MCX தங்க விலை இன்றைய 22 காரட் தங்க விலை இன்றைய 22K தங்க விலை நேரலை தங்க விலை இன்றைய 18 காரட் தங்க விலை கிமி அன்டோனெல்லி கிமி F1 தரவரிசை F1 F1-ன் மிக இளம் சாம்பியன் கிமி அன்டோனெல்லி ஃபார்முலா 1 F1 ஓட்டுநர் தரவரிசை F1 பந்தயம் F1 நேரலை F1 மெக்சிகோ கிராண்ட் பிரிக்ஸ் F1 2026 மேக்ஸ் வெர்ஸ்டாப்பன் F1 முடிவுகள் மெக்சிகோ கிராண்ட் பிரிக்ஸ் F1 மெக்சிகோ GP ரிலையன்ஸ் பங்கு விலை ரிலையன்ஸ் பங்கு ரிலையன்ஸ் RIL பங்கு விலை ரிலையன்ஸ் இண்டஸ்ட்ரீஸ் பங்கு விலை RIL பங்கு RIL பங்கு விலை உயர்வு குறித்த பகுப்பாய்வு ரிலையன்ஸ் இண்டஸ்ட்ரீஸ் பங்கு அனுஜ் தாக்கூர் நடிகர் அனுஜ் தாக்கூர் வலிப்பு (seizure) தூக்கம் விமானம் விபத்து புளோரிடா விமான விபத்து லியர்ஜெட் (Learjet) லியர்ஜெட் 60 வீடியோக்கள் புளோரிடா ஆஸ்டின் விபத்து இன்றைய செய்திகள் ரிமி டோமி லிபின் மேத்யூ - ரிமி டோமி ரிமி டோமி திருமணம் திருமணம் லிபின் மேத்யூ ரிமி டோமி டேலைட் சேவிங்ஸ் (Daylight Savings) 2026 டேலைட் சேவிங்ஸ் அமெரிக்காவில் டேலைட் சேவிங்ஸ் 2026 அமெரிக்காவில் டேலைட் சேவிங்ஸ் 2026 டேலைட் சேவிங்ஸ் அமெரிக்காவில் டேலைட் சேவிங்ஸ் 2026 ஷாருக்கான் பிறந்தநாள் ஷாருக்கான் ஷாருக்கான் பிறந்தநாள் கிங் (King) SRK பிறந்த தேதி சித்தார்த் ஆனந்த் SRK வயது ஷாருக் இந்தித் திரைப்படம் கேரள லாட்டரி முடிவுகள் கேரள லாட்டரி முடிவு இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு இன்றைய பாக்யதாரா லாட்டரி முடிவு இன்றைய லாட்டரி முடிவு இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு (நேரலை) இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு (மதியம் 3 மணி) லாட்டரி இன்றைய முடிவு கேரள லாட்டரி முடிவு - இன்று பிற்பகல் 3 மணி (நேரலை) கேரள லாட்டரி முடிவு - நேற்று サイクロン「ムラス(Murasu)」 チェンナイの学校、明日は休校か サイクロン「ムラス」最新情報 チェンナイの学校は明日休みか? 天気 チェンナイは明日休みか? サイクロン「ムラス」の気象情報 チェンナイのサイクロン サイクロン「ムラス」追跡 チェンナイの天気 テランガーナ州 チェンナイの天気 サイクロン追跡 チェンガルパットゥの学校は今日休校か チェンナイの学校休校情報 チェンガルパットゥの学校休校情報 ビジャヤワーダの天気 天気予報 サイクロン「ムラス」追跡 今日の天気予報 チェンナイの学校、明日は休校 チェンナイの天気 チェンナイの学校は今日休みか? 今日のチェンナイの天気 フライト情報 タミル語 パフタコール対アル・ナスル パフタコールFC対アル・ナスル:順位表 AFCチャンピオンズリーグ パフタコールFC対アル・ナスル:出場メンバー ジョアン・フェリックス アル・ナスルFC パフタコールFC ニューイングランド対インテル・マイアミ ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ:順位表 MLS(メジャーリーグサッカー) インテル・マイアミ リオネル・メッシ インテル・マイアミCF インテル・マイアミ対ニューイングランド ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ:出場メンバー メッシの通算ゴール数 ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ:試合経過 インテル・マイアミの試合 ニューイングランド・レボリューション ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ オマーン対オランダ オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:順位表 オマーン対オランダ オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:試合スコアカード ICCクリケット・ワールドカップ・リーグ2 オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:順位 オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:試合スコアカード 11月2日の金・銀価格 銀・金価格 金に関するニュース 今日の金価格 バンガロールの今日の金価格 ハイデラバードの今日の金価格 コルカタの今日の金価格 チェンナイの今日の金価格 今日の金・銀価格 バンガロールの今日の金価格 チェンナイの今日の金価格 今日の金価格 タニシュク(Tanishq)の金価格 銀のMCX(インド商品取引所)ライブ価格 バンガロールの今日の銀価格 コインバトールの今日の金価格 今日の金価格価格 金価格 チェンナイの今日の金価格 今日の金価格 今日の銀価格 MCX(インド商品取引所)金価格 MCX金価格 貴金属 ムンバイの今日の金価格 ハイデラバードの今日の金価格 デリーの今日の金価格 ハイデラバードの今日の金価格 MCX金価格 チェンナイの金価格 バンガロールの今日の金価格 MCX銀価格 MCX マラバール・ゴールド(Malabar Gold)の金価格 今日のMCX金価格 今日の22金(22カラット)価格 今日の22金価格 金価格(リアルタイム) 今日の18金(18カラット)価格 キミ・アントネッリ キミ F1順位表 F1 キミ・アントネッリ(最年少F1チャンピオン候補) フォーミュラ1 F1ドライバー順位表 F1レース F1ライブ F1メキシコグランプリ F1 2026年シーズン マックス・フェルスタッペン F1結果 メキシコグランプリ F1メキシコGP リライアンス(Reliance)の株価 リライアンス株 リライアンス RIL株価 リライアンス・インダストリーズの株価 RIL株 RIL株価急騰の分析 リライアンス・インダストリーズ株 アヌジ・タクール 俳優アヌジ・タクール 発作 睡眠 飛行機墜落事故 フロリダでの飛行機墜落事故 リアジェット リアジェット60 動画 フロリダ オースティンでの事故 今日のニュース リミ・トミー リビン・マシュー、リミ・トミー リミ・トミーの結婚 結婚 リビン・マシュー リミ・トミー 2026年のサマータイム(デイライト・セービング) サマータイム 2026年米国のサマータイム 2026年米国サマータイム サマータイム 2026年米国サマータイム シャー・ルク・カーンの誕生日 シャー・ルク・カーン シャー・ルク・カーンの誕生日 キング SRK(シャー・ルク・カーン)の誕生日 シッダールト・アーナンド SRKの年齢 シャー・ルク ヒンディー語映画 ケーララ州宝くじの結果 ケーララ州宝くじ結果 今日のケーララ州宝くじ結果 今日の「バギャターラ(Bhagyathara)」宝くじ結果 今日の宝くじ結果 今日のケーララ州宝くじ結果(ライブ) 今日のケーララ州宝くじ結果 今日のケーララ州宝くじ結果(午後3時) 宝くじ本日の結果 ケーララ宝くじ 本日の結果(午後3時ライブ) ケーララ宝くじ 昨日の結果 তীব্র ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' চেন্নাইতে আগামীকাল স্কুল ছুটি ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' সংক্রান্ত আপডেট চেন্নাইতে আগামীকাল স্কুল ছুটি কি না আবহাওয়া চেন্নাইতে কি আগামীকাল ছুটি? ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' ও আবহাওয়া চেন্নাইতে ঘূর্ণিঝড় ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' ট্র্যাকার চেন্নাইয়ের আবহাওয়া তেলেঙ্গানা চেন্নাইয়ের আবহাওয়া ঘূর্ণিঝড় ট্র্যাকার চেঙ্গলপাট্টুতে আজ স্কুল ছুটি চেন্নাইতে স্কুল ছুটি চেঙ্গলপাট্টুতে স্কুল ছুটি বিজয়ওয়াড়ার আবহাওয়া আবহাওয়া প্রতিবেদন ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' ট্র্যাকার আজকের আবহাওয়া প্রতিবেদন চেন্নাইতে আগামীকাল স্কুল ছুটি চেন্নাইয়ের আবহাওয়া চেন্নাইতে আজ স্কুল ছুটি কি না আজকের চেন্নাইয়ের আবহাওয়া বিমান চলাচল তামিল পাখতাকোর বনাম আল-নাসর পাখতাকোর এফসি বনাম আল-নাসর পয়েন্ট টেবিল এএফসি চ্যাম্পিয়ন্স লিগ পাখতাকোর এফসি বনাম আল-নাসর লাইনআপ জোয়াও ফেলিক্স আল-নাসর এফসি পাখতাকোর এফসি নিউ ইংল্যান্ড বনাম ইন্টার মায়ামি নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি পয়েন্ট টেবিল এমএলএস (MLS) ইন্টার মায়ামি লিওনেল মেসি ইন্টার মায়ামি সিএফ ইন্টার মায়ামি বনাম নিউ ইংল্যান্ড নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি লাইনআপ মেসির মোট গোল নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি টাইমলাইন ইন্টার মায়ামির ম্যাচসমূহ নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি ওমান বনাম নেদারল্যান্ডস ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস জাতীয় ক্রিকেট দল পয়েন্ট টেবিল ওমান বনাম নেদারল্যান্ডস ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস জাতীয় ক্রিকেট দল ম্যাচ স্কোরকার্ড আইসিসি সিডব্লিউসি (CWC) লিগ ২ ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস ক্রিকেট দল র‍্যাঙ্কিং ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস ক্রিকেট দল ম্যাচ স্কোরকার্ড ২রা নভেম্বর সোনা ও রুপার দর সোনা ও রুপার দাম সোনা বিষয়ক খবর আজকের সোনার দর ব্যাঙ্গালোরে আজকের সোনার দর হায়দ্রাবাদে আজকের সোনার দর কলকাতায় আজকের সোনার দর চেন্নাইতে আজকের সোনার দর আজ সোনা ও রুপার দর ব্যাঙ্গালোরে আজকের সোনার দর চেন্নাইতে আজকের সোনার দর আজকের সোনার দর