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《新創動態》AI協尋具潛力胜肽序列 打造新藥抗菌、抗癌、抗病毒!
2024-10-07

傳統抗生素的效力逐漸減弱,超級細菌的威脅日益嚴峻。中央研究院資訊科學研究所林仲彥研究員領銜的跨領域團隊,成功開發出AI弗萊明平台,有望徹底改變傳統抗生素開發的漫長時程。這個革命性的平台利用生成對抗網路,能快速設計出全新、高效的抗菌肽,並透過深度學習人工智慧模型精準篩選,大幅縮短新藥開發時間。相較於傳統方法動輒耗時十幾年且成本高昂,AI弗萊明平台有望加速新藥開發週期,為全球抗生素抗藥性問題帶來一線曙光。

AI弗萊明:打造抗菌肽設計工廠,加速對抗超級細菌

AI弗萊明平台的核心技術,在於將生物資訊學、人工智慧和合成生物學緊密結合。透過資料科學手法與生物醫學知識,整合並清洗了大量文獻與資料庫中的抗菌肽序列,建構出高品質且龐大的資料庫,並結合抗菌肽深度學習模型,開發了一套結合多種編碼方式與學習模型的預測平台,能準確預測胜肽的功能。並透過序列組成與施用濃度來評估其溶血性,目前可達八成以上的準確率。

透過生成對抗網路,平台可快速生成大量具有潛力功能的胜肽序列,再以人工智慧技術篩選出高潛力低毒性之候選序列,進行後續的胜肽序列合成,精準化實地驗證的規模。目前研究團隊已成功合成出多種新型抗菌肽,不僅能對抗多種類型病原菌,甚至能抑制具抗生素高度抗藥性的金黃色葡萄球球菌(MRSA)的生長,展現出極大的應用潛力。此外,經初步實驗也發現所合成的部分胜肽序列,具備抗癌症與抗黴菌(白色念珠菌)的能力,同時亦維持著較低的溶血特性,後續正在與台大、台大藥學院與北醫等合作團隊進行更進一步的實驗驗證。這些通過篩選的新型抗菌肽不僅對人體細胞的毒性較低,同時也具備廣效抗菌活性,因此有望成為新一代抗生素的領航者。

此平台不僅提供了一個友善的線上分析工具,更為抗菌肽等治療性胜肽藥物開發提供了一個全新的、更快速且更精準的解決方案,透過對原有模型的微調或是遷移式學習,更可將此一架構轉換為可針對特定功能胜肽的鑑別平台,如可協助開發新興病原的治療用胜肽等使用。相較於傳統的抗生素開發方式,AI弗萊明平台大幅縮短了研發時間,並降低了開發成本。

AI將引領抗生素開發新時代

中央研究院資訊科學研究所林仲彥研究員表示,傳統的抗生素開發往往如同大海撈針,AI弗萊明平台則提供了一張精準的地圖,透過人工智慧的協助大幅提高了找到有效抗菌物質的效率。林研究員強調,這項技術不僅能應對抗生素抗藥性問題,還可望應用於開發新型抗癌藥物、抗病毒藥物等。未來,研究團隊將持續優化平台,並與產業界合作,加速將研究成果轉化為臨床應用,希望能有機會對全球人類健康有所貢獻。


詳細資訊→AI弗萊明: 新一代功能性與治療用胜肽的生成式設計、模型評選與實證之人工智慧整合平台|中研院資訊科學研究所林仲彥研究員|第20屆國家新創獎

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