试想你在体验一款模拟细胞培养的游戏，可以借助游戏中的“百科全书”“3D建模器”“实时监测系统”3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，能否应用于现实的科研工作？
3月25日，西湖大学医学院特聘研究员郭天南团队在国际期刊《细胞研究》发表评述文章，系统阐述了人工智能（AI）虚拟细胞的构建方法与发展方向。该团队提出“3+1”方案，即整合先验知识、静态结构和动态状态三大核心数据与闭环主动学习系统，构建了精确且可扩展的AI虚拟细胞模型，将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，且实验结果易受细胞变异影响。因此，科学家提出虚拟细胞的概念，以减少实验成本并提高研究的准确性和效率。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。这一模型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：先验知识包括生物医学文献、分子表达及成像数据，为模型提供基础框架；静态结构基于冷冻电镜、空间组学等技术构建，能提供细胞的三维空间结构信息；动态状态涵盖生理过程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基础。”郭天南介绍，传统构建方法依赖被动数据积累，团队提出的闭环主动学习系统，能自动识别知识缺口、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。
为确保AI虚拟细胞概念的可行性，团队选择以酵母作为初始研究对象。“因为酵母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得到广泛应用。”郭天南说，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，为未来将研究扩展到更复杂细胞系统奠定基础。
该团队认为，AI虚拟细胞依赖AI驱动的多模态数据整合，并结合深度学习技术来解析复杂数据，其有利于推动系统生物学、个性化医学和药物研发等领域的发展，为细胞行为研究提供新视角。
试想你在体验一款模拟细胞培养的游戏，可以借助游戏中的“百科全书”“3D建模器”“实时监测系统”3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，能否应用于现实的科研工作？
3月25日，西湖大学医学院特聘研究员郭天南团队在国际期刊《细胞研究》发表评述文章，系统阐述了人工智能（AI）虚拟细胞的构建方法与发展方向。该团队提出“3+1”方案，即整合先验知识、静态结构和动态状态三大核心数据与闭环主动学习系统，构建了精确且可扩展的AI虚拟细胞模型，将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，且实验结果易受细胞变异影响。因此，科学家提出虚拟细胞的概念，以减少实验成本并提高研究的准确性和效率。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。这一模型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：先验知识包括生物医学文献、分子表达及成像数据，为模型提供基础框架；静态结构基于冷冻电镜、空间组学等技术构建，能提供细胞的三维空间结构信息；动态状态涵盖生理过程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基础。”郭天南介绍，传统构建方法依赖被动数据积累，团队提出的闭环主动学习系统，能自动识别知识缺口、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。
为确保AI虚拟细胞概念的可行性，团队选择以酵母作为初始研究对象。“因为酵母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得到广泛应用。”郭天南说，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，为未来将研究扩展到更复杂细胞系统奠定基础。
该团队认为，AI虚拟细胞依赖AI驱动的多模态数据整合，并结合深度学习技术来解析复杂数据，其有利于推动系统生物学、个性化医学和药物研发等领域的发展，为细胞行为研究提供新视角。
3月17日，记者从海南大学获悉，该校化学化工学院副教授李萌婷与相关研究团队合作，合成了多功能复合金纳米花颗粒。该颗粒配合温和光热、光动力、药物控释联合疗法，可有效促进感染性组织再生修复。 美国太平洋西北国家实验室的科学家设计了一种复合装饰材料，可以储存更多二氧化碳，提供了一种既符合建筑规范，又比标准复合饰面板便宜的“负碳”选择。研究人员于18日在美国化学会春季会议上公布 记者3月20日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在量子态分辨研究中取得重要进展。研究组在最小资源消耗的量子态分辨问题中首次提出了全局最优自适应策略，并发展了自适应集体测量实验 21世纪经济报道记者王峰北京报道 近日，全球教育集团培生（NYSE：PSO）公布2023财年财报。2023财年，培生的销售额为36.74亿英镑（下同），同比下降4%，但基础销售额同比增长1%；调整后营业利润5.73亿，同 作为月之暗面的创始人，杨植麟常把他的AGI梦想形容为“登月计划”，长文本就是这个伟大计划的第一步。但现在，随着Kimi的爆火出圈，赛道瞬间变得拥挤，24小时内，阿里、360、百度紧急“出手”，纷 3月22日，在2024低碳建筑产业论坛上，北京首例负碳示范建筑——首程时代中心负碳示范建筑正式亮相。活动现场，中国建筑节能协会、北京绿色交易所分别授予首程时代中心负碳示范建筑“零 。本文链接：“3+1”方案把细胞实验搬到AI虚拟世界http://www.sushuapos.com/show-2-11768-0.html
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