北京
本报讯（记者温才妃）近日，西湖大学医学院长聘副教授郭天南团队在《细胞研究》发表文章，探讨人工智能（AI）虚拟细胞的发展方向。
AI虚拟细胞通过AI和多模态数据整合，构建精确且可扩展的虚拟细胞模型。相比传统的虚拟细胞建模方法，AI虚拟细胞能够更全面地模拟细胞功能，并具有高通量仿真能力，甚至在某些情况下可以替代实验室实验。
郭天南解释说，可以用一个“智能细胞培养游戏”理解AI虚拟细胞。想象一下，你正在玩一款“元宇宙细胞培养师”的高级模拟游戏。在这个游戏中，你的任务是培养和优化各种虚拟细胞。
三大数据支柱就像游戏的三个核心模块：先验知识是游戏的“百科全书”，包含了所有已知的细胞生物学信息；静态结构是细胞的“3D建模器”，让你能看到细胞的精细结构；动态状态是细胞的“实时监测系统”，显示细胞内各种分子的实时变化。AI虚拟细胞就是游戏中培养的“智能虚拟细胞”。它综合了上述3个模块的信息，能够模拟真实细胞的行为和反应。
闭环主动学习系统则像是游戏中的自动实验室。它会自动识别虚拟细胞那些未知的特性。然后，它会设计并执行虚拟实验探索这些未知领域。实验结果会立即用于更新和改进虚拟细胞模型。
这个“智能细胞培养游戏”不断循环运行，每次实验都让虚拟细胞变得更加真实和精确。随着“游戏”的进行，虚拟细胞会越来越像真实的细胞，甚至可能揭示一些在现实世界中尚未发现的细胞特性。这样，研究者就能在电脑中培养各种各样的“细胞盆栽”，用于研究生命科学，而不需要真实的实验室和大量资源。
据研究人员介绍，AI虚拟细胞有望在药物研发、疾病建模和基础生物学研究中发挥重要作用。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41422-025-01101-y
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