Ускоряем поиск антибиотиков с ChatGPT
Доктор Сесар де ла Фуэнте и его команда используют новые инструменты для борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам.
«Удивительно думать о том, как мало мы знаем и как много еще предстоит открыть. Я стараюсь донести это до молодых людей, помочь им понять, что будущее принадлежит им. Мы почти ничего не понимаем в окружающем мире — и это вдохновляет, ведь именно здесь на помощь приходит наука» — Д-р Сесар де ла Фуэнте
«Такие инструменты, как ChatGPT, помогают нам ускорять научные открытия. Для такого ученого, как я, это настоящая площадка для экспериментов».
Растущая проблема
Современная медицина опирается на эффективные антибиотики, которые помогают нам выздоравливать после распространенных заболеваний, хирургических операций, родов и многого другого. Однако проблема усугубляется: бактерии, против которых действуют антибиотики, очень живучи, и чем чаще мы применяем антибиотики, тем больше возможностей у устойчивых штаммов стать доминирующими. Это явление называется устойчивостью к противомикробным препаратам (УПП). Ежегодно с устойчивостью бактерий к противомикробным препаратам связано около 5 миллионов смертей, а к 2050 году это число, как ожидается, удвоится.
Новые антибиотики крайне важны для борьбы с УПП, однако традиционный метод, при котором ученые ищут активные молекулы в природе — в почве, растениях и других органических материалах, — требует много времени и основан на пробах и ошибках. Такие инструменты, как ChatGPT и Codex, позволяют доктору Сесару де ла Фуэнте и его команде применять новый и более быстрый подход к поиску молекул для борьбы с УПП. «Мы всё делаем с цифровой скоростью», — говорит он.
«Зачастую, пока я пью чашку кофе, моя команда уже успевает открыть множество новых молекул, одна из которых может стать следующим антибиотиком».
«Наша лаборатория берется за рискованные проекты, но когда нам удается добиться успеха, результаты поражают».
—Марсело Дер Торосян Торрес
«Codex — отличный второй пилот. Когда мне нужно что-то реализовать, Codex может выдать готовый результат за секунду. Он экономит мое время и позволяет заниматься другими задачами».
—Эрик Хартман
«Для меня как ученого-экспериментатора разработка алгоритма — огромный шаг. С помощью Codex я могу написать скрипт и обеспечить одинаковое отображение данных во всех экспериментах».
—Анджела Чезаро
Биология как код
Один из главных прорывов лаборатории де ла Фуэнте связан с тем, что эту задачу стали рассматривать как информационную: ДНК, основа жизни, — это всего лишь код. Такие инструменты, как ChatGPT, помогают команде создавать алгоритмы, способные быстро анализировать сложные системы, определяющие наш мир, и находить новые потенциальные антибиотики за считаные часы, а не годы.
«Теперь мы можем открывать новые молекулы антибиотиков за несколько часов, а не за пять-шесть лет».
«Благодаря Codex человек, который никогда не программировал и не понимает языка информатики, теперь может это делать».
—Д-р Сесар де ла Фуэнте
Анджела работает в экспериментальной лаборатории, создавая молекулы для испытаний.
ChatGPT стал неотъемлемой частью рабочего процесса лаборатории де ла Фуэнте. «Он стал коллективным мозгом лаборатории. Он знает, как разные участники команды подходят к науке, потому что мы делимся с ним множеством своих идей», — говорит доктор де ла Фуэнте. «Он действительно отражает наше мышление: то, как мы генерируем идеи, нашу изобретательность и тот уникальный вклад, который вносим мы, люди».
Codex устранил барьеры между участниками команды, в которую входят как ученые традиционных специальностей, так и вычислительные биологи и инженеры по машинному обучению. «Люди, которые пять лет назад использовали компьютер только для анализа данных, теперь способны заниматься вычислительной биологией. Они могут писать алгоритмы для выявления закономерностей в данных и визуализировать результаты способами, которые раньше были невозможны».
«У нас очень разноплановая лаборатория: в ней работают химики, биологи и специалисты по информатике. У нас столько талантливых людей, работающих в самых разных областях».
—Цзяньин Бай
Визуализация молекулярных структур, которые лаборатория де ла Фуэнте исследует в больших масштабах.
«ИИ способен объединять знания из разных дисциплин, помогая нам задавать более точные вопросы и разрабатывать более эффективные методы решения действительно сложных задач».
—Тяньан Лэн
«Я бы не выполнял свою работу, если бы мы не пытались решать масштабные проблемы».
Будущее антибиотиков
Сочетание человеческой изобретательности и машинного интеллекта помогает прокладывать многообещающий путь в будущее медицины. «Еще пару лет назад я пессимистично оценивал нашу способность не отставать в гонке вооружений между УПП и умением человечества создавать новые молекулы», — говорит он. «Но некоторые системы, которые мы недавно разработали с помощью таких инструментов, как ChatGPT, дают мне гораздо больше надежды, чем я ожидал». Всё, что делает доктор де ла Фуэнте, служит одной цели: уменьшать страдания и спасать жизни. «Я всю жизнь ждал инструментов, которые позволят нам делать то, что мы делаем сегодня».
«Мы убедились, что многие открытые нами молекулы действительно способны уничтожать современные патогены».
—Д-р Сесар де ла Фуэнте
«Представьте молекулу, которую вы создали на компьютере и которая способна спасать жизни. Думаю, ученые живут ради тех мгновений, когда открывают нечто, чего прежде не открывал никто в мировой истории».