打造“数字酵母”

本文介绍了一种名为‘虚拟酵母’的新型人工智能系统，旨在推动细胞生命过程的计算模拟。该系统以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为模型——因其遗传操作简便、生物学数据丰富。研究人员将复杂的细胞功能分解为八个以功能为中心的模块（涵盖遗传、代谢和亚细胞结构系统），每个模块均由专门的AI工具实现，并通过基于大语言模型的协调层统一调度。整个系统建立在三大数据支柱之上：已知的分子机制知识、亚细胞空间结构信息，以及细胞动态状态数据。它采用闭环主动学习流程，融合表征学习与生成式建模技术，可自主设计、运行并评估实验，持续优化模型。‘虚拟酵母’不仅是一个概念框架，更是一个实用平台：一方面可优化工业上重要的生物合成通路；另一方面能辅助科研人员在各类细胞过程中生成、筛选和优先验证科学假说，显著加快新药靶点的发现进程。其核心创新在于将真实的生物学规律与AI自主推理能力深度结合，从而为构建更通用的‘虚拟真核细胞’奠定基础，也为合成生物学的发展提供强大新工具。