在生命科学领域,一项革命性的突破正悄然改变着我们对细胞再生的认知。OpenAI,这家全球领先的人工智能公司,携手Retro Biosciences,一家专注于长寿生物科技的研究机构,共同研发出了一款名为GPT-4b micro的模型。这款模型专门用于蛋白质工程,其目标在于设计全新的蛋白质,以提升细胞再生的效率。
这一合作成果不仅让科学界为之震动,更预示着细胞疗法和抗衰老技术或将迎来前所未有的飞跃。具体而言,GPT-4b micro模型被用于优化山中伸弥所发现的细胞重编程技术。山中伸弥曾因这一技术荣获诺贝尔奖,该技术通过使用四种特殊的蛋白质(即山中因子)将成熟细胞逆转回多能性状态,即诱导多能干细胞(iPSC)。然而,这项技术虽前景广阔,但成功率极低且过程漫长。
面对这一挑战,OpenAI的研究人员没有沿用传统方法,而是另辟蹊径,训练出了GPT-4b micro模型。这款模型不仅学习了海量的生物学文献,更掌握了蛋白质序列和三维结构数据,仿佛学会了蛋白质世界的“语言”。更重要的是,它擅长处理那些形状灵活多变的蛋白质,如山中因子等。
在实验中,科学家们向GPT-4b micro发出了指令:设计一些新的SOX2和KLF4蛋白质,以最大化提升细胞重编程的效率。传统的筛选方法往往命中率极低,而GPT-4b micro设计的第一批蛋白质RetroSOX,命中率直接跃升至30%以上。更令人惊叹的是,这些AI设计的蛋白质序列与原始版本存在超过100个氨基酸的差异,这无疑是全新的创作。
当挑战更为复杂的KLF4蛋白时,AI设计的RetroKLF命中率更是接近50%。当研究人员将这些AI设计的最优蛋白质组合使用时,奇迹出现了。仅仅10天后,实验皿中就涌现出大量表达成熟干细胞标记物的细胞集落,而对照组中几乎空无一物。
更令人惊喜的是,经过AI设计的蛋白质组合处理的细胞,其DNA损伤水平显著降低。DNA损伤是衡量细胞衰老的重要指标之一,这意味着AI设计的方案不仅能让细胞“重获新生”,还能在过程中修复许多岁月留下的痕迹。这一发现无疑为未来开发更高效、更安全的细胞疗法和抗衰老技术提供了全新的思路。
OpenAI研究合作负责人Boris Power表示,当研究人员将深厚的领域洞察力与先进的语言模型工具相结合时,那些曾经需要耗费数年时间才能解决的问题,现在可能在几天内就能取得突破性进展。这一合作无疑展示了AI与生命科学结合的巨大潜力,也为未来的科学研究开辟了新的道路。