想象你在体验一款模拟细胞培养的游戏，需要借助游戏中的“百科全书”“3D建模器”“实时监测系统”三个核心模块和一间“自动实验室”培养和优化各种虚拟细胞。这样的设计架构，是否能应用于现实的科研工作？
3月25日，西湖大学医学院郭天南教授团队在《细胞研究》（Cell Research）发表评述文章，系统阐述了AI虚拟细胞的构建方法与发展方向。该团队提出整合先验知识、静态结构和动态状态三大核心数据支柱与闭环主动学习系统，构建精确且可扩展的AI虚拟细胞模型，加速生物医学研究与药物开发进程。
传统的细胞实验通常需要消耗大量资源，并且实验结果易受变异影响。科学家提出虚拟细胞的概念，减少实验成本并提高研究的准确性和效率。但早期的虚拟细胞模型依赖低通量的生化实验，并使用微分方程或随机模拟方法对特定的细胞过程建模，数据整合和动态模拟能力有限，难以全面描述细胞的复杂性。随着高通量生物技术和人工智能的发展，AI虚拟细胞成为一种新的研究方向。
郭天南团队提出，AI虚拟细胞的构建，依赖三大数据支柱：先验知识涵盖生物医学文献、分子表达及成像数据，为模型提供基础框架；静态结构通过冷冻电镜、空间组学等技术，能提供细胞的三维空间结构信息；动态状态涵盖生理过程以及外部微扰带来的影响，科研人员可依托高通量组学数据，系统分析大量分子在不同细胞状态下的变化，确保AI虚拟细胞的“活性”。
“三大数据支柱分别就像模拟细胞游戏中的‘百科全书’‘3D建模’和‘实时监测系统’，再结合AI算法，可为虚拟细胞的构建提供必要的基础。”郭天南介绍，针对传统构建方法依赖被动数据积累的问题，团队提出闭环主动学习系统，这种系统能够自动识别知识缺口、设计实验、自动化执行扰动，并实时优化模型，其核心优势在于高效处理细胞对不同扰动的复杂响应。
如何确保AI虚拟细胞概念的可行性？该团队选择酵母作为AI虚拟细胞的入门方向。“因为它结构简单又包含真核细胞结构，数据相对丰富，并已在生物学和药物筛选领域广泛应用。”郭天南表示，降低门槛，从简单模型入手，有助于优化AI虚拟细胞的数据需求、建模策略和评估框架，为未来扩展到更复杂细胞系统奠定基础。
该团队认为，AI虚拟细胞需要依赖AI驱动的多模态数据整合，结合深度学习技术来解析复杂数据，最终推动系统生物学、个性化医学和药物研发的发展，为细胞行为研究提供新的视角。
图为在上海科技创新成果展上拍摄的科学刊物展台。新华社记者 方喆摄 一直以来，学者们向学术期刊投稿面临着激烈竞 12月16日至17日，由中国科学院高能物理研究所主办的南方先进光源指导委员会新能源与器件工作组研讨会在位于广东东莞的中 科技日报讯 （记者张佳欣）大量蛋白质对于治疗疾病至关重要，然而要将其制成口服药，几十年来一直难以取得突破。这些蛋白质 文｜卜金婷 田瑞颖 《自然》近日发文警告，对人工智能（AI）的不当使用或将催生大量不可靠或无用的研究，导致可重复性 青海盐湖的梦幻蓝、翡翠绿，宛如遗落在人间的宝石，岸边覆盖着白色的结晶，深深浅浅的颜色连接在一起，不仅让游客沉醉其中，也让 关于发布2023年度江西省社会科技奖备案目录的通知 各有关单位： 社会力量设奖是我省科学技术奖励工作的组成部分。为杜绝 。本文链接：培养AI虚拟细胞 科学家提出“3+1”方案http://www.sushuapos.com/show-11-19139-0.html
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