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。
今年全国两会期间，人工智能成为热点话题，“人工智能+”首次被写入政府工作报告。一头连着数字经济发展大局，一头连着行业变革与创新，“人工智能+”既是新质生产力发展的“新引擎”，也是产业和消费 “截至2023年底，与2018年同期相比，京津冀治理区浅层地下水位平均回升2.59米，深层承压水水位平均回升7.06米。”3月22日世界水日到来之际，水利部水资源管理司副司长张鸿星21日接受科技日报记者采 造成女性更容易睡不好的原因是多方面的，包括更年期等生理周期等，而女性长期的失眠除了会导致内分泌进一步失调，还会诱发心脏病、高血压、糖尿病、免疫力低下、记忆下降、脱发、皮肤松弛等。北京 人类的语言自产生以来，就不断演化发展。发音、词汇、语法的演变过程，是语言学家较为关注的领域。语言演化的根本动力是什么，演化又呈现出怎样的规律？我国科学家主导的一项心理学研究显示，人类的某 “AI钢铁侠”黄仁勋，又进化了英伟达 作 者丨倪雨晴 2024年，英伟达一年一度的GTC大会已然成为AI界春晚，现场座无虚席，全球AI爱好者翘首以待黄仁勋的独家SOLO。 北京时间3月19日凌晨，GTC终于拉开大幕。英伟达创 3月23日消息，xiaomi集团王晓雁晒出了xiaomiCivi 4 Pro限定色真机照，该系列共有三款颜色，分别是蓝色、粉色和黑与白，定价为3599元，将于4月1日开始发售。据了解，xiaomiCivi 4 Pro限定色整体设计更像专业 。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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