هوش مصنوعی در خدمت مولکول‌های پیچیده دارویی

تیم سرناک و همکارانش از دانشگاه میشیگان با کمک هوش مصنوعی به کشفی دست یافته‌اند که به طرز چشمگیری زمان ساخت مولکول‌های دارویی و مواد شیمیایی کشاورزی را سرعت می‌بخشد.

به گزارش آی‌مدتودی به نقل از تکناک، این کشف که در شماره 3 فوریه مجله Science منتشر شد، نتیجه سال‌ها سنتز مواد شیمیایی و تحقیقات علمی بر روی داده‌ها است که توسط محققان دانشکده داروسازی و گروه شیمی دانشگاه میشیگان انجام شده است.

هدف از این تحقیق شناسایی واکنش‌های کلیدی در سنتز یک مولکول بود که در نهایت این فرآیند را به حداقل مراحل ممکن کاهش داد. در پایان، محققان تنها در سه مرحله به سنتز یک آلکالوئید پیچیده در طبیعت دست یافتند. سنتزهای قبلی بین هفت تا ۲۶ مرحله انجام شده بود.

سرناک، استادیار شیمی و شیمی دارویی گفت: ساخت ساختار‌های شیمیایی که دارای اتم‌هایی در مکان مناسب باشد تا به عنوان مثال داروهای مؤثر و غیرسمی را به شما بدهد، کار دشواری است. این نیاز به یک استراتژی سنتز شیمیایی مبتنی بر بلوک‌های سازنده مواد شیمیایی دارد که می‌توانید در واقع بخرید و سپس با استفاده از واکنش‌های شیمیایی به هم کوک بزنید. این دستاورد پیامدهای قدرتمندی برای سرعت بخشیدن به توسعه داروها دارد.

سرناک ساخت این مولکول‌های پیچیده را با بازی شطرنج مقایسه کرد. برای رسیدن به پایان بازی باید یک سری حرکات را هماهنگ کنید. در حالی که تعداد تقریبا نامتناهی حرکت ممکن وجود دارد، منطقی وجود دارد که می‌توان آن را دنبال کرد.

او گفت: ما در اینجا منطقی را بر اساس تئوری گراف ایجاد کردیم تا در اسرع وقت به پایان برسیم. محققان با استفاده از الگوریتمی که برای جمع‌آوری داده‌ها ایجاد کردند، مراحلی را در طول مسیر شناسایی کردند که تاثیر زیاد داشتند یا گام‌های کلیدی بودند. همچنین مراحلی که در جهت تکمیل سنتز پیشرفت می‌کردند، اما در نهایت برای کل فرآیند ناکارآمد بودند، شناسایی شدند.

سرناک گفت: امیدواریم این تحقیق بتواند منجر به تولید داروهای بهتری شود. تاکنون، ما در ساختارهای مولکولی که می‌توانیم به سرعت با سنتز شیمیایی به آن‌ها دسترسی پیدا کنیم، محدود بوده‌ایم.