ChatGPT會改變生物醫(yī)療嗎？

2022年12月，兩位計算生物學(xué)家凱西·格林（Casey Greene）和米爾頓·皮維多里（Milton Pividori）開創(chuàng)了一項不尋常的實驗：他們請一位非科學(xué)家助理幫助他們改進(jìn)三篇研究論文。在一份生物學(xué)手稿中，助理甚至發(fā)現(xiàn)了一個引用方程式的錯誤，審核進(jìn)行得很順利，費用也不高，每份文件不到0.5美元。這個助手不是人，而是一個叫GPT—3的人工智能算法。這個算法將幫助我們提高研究人員的工作效率。
今天，ChatGPT，一個基于這種通用的大規(guī)模模型算法的產(chǎn)品，一經(jīng)推出就引起了人們的關(guān)注。有一段時間，全球科技巨頭宣布他們將把ChatGPT引入他們的業(yè)務(wù)。人們或驚嘆狂歡，或居安思危。ChatGPT所承載的意義似乎超越了它本身。在百花齊放的應(yīng)用場景中，生物技術(shù)領(lǐng)域如何搭上ChatGPT的快車？
ChatGPT和生物技術(shù)的結(jié)合
2020年，人工智能公司OpenAI發(fā)布的一個模型自發(fā)布以來就被大肆宣傳，它是一個人工智能聊天機器人般的工具，無論是創(chuàng)作散文、詩歌、計算機代碼還是編輯研究論文，它似乎無所不能。最近，微軟表示將把ChatGPT集成到其搜索引擎必應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器中，谷歌今天展示了其名為巴德的人工智能對話系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以對用戶提供的復(fù)雜問題提供全面的答案，從制定詳細(xì)的旅行計劃到分析公司運營策略。
ChatGPT在生物技術(shù)中最有前途的應(yīng)用似乎是在蛋白質(zhì)生產(chǎn)和基因測序領(lǐng)域
總部位于加利福尼亞州的生物技術(shù)公司Profluent使用類似于ChatGPT的人工智能模型，創(chuàng)造了新的抗菌蛋白，并顯示它們可以在實驗室中殺死細(xì)菌。該模型被稱為ProGen，是一個大的語言模型（LLM），使用大量的文本作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)來開發(fā)分析和生成語言的能力-類似于ChatGPT，但Progen的語言是蛋白質(zhì)的語言。簡而言之，使用人工智能和大型語言模型，比如為ChatGPT提供動力的模型，來學(xué)習(xí)生物學(xué)的基本語言，并設(shè)計具有治療疾病潛力的新蛋白質(zhì)。目前，ProGen已經(jīng)產(chǎn)生了100萬個不同的人工序列，研究人員從中選擇了100個在實驗室合成，其中66個產(chǎn)生了類似于蛋清溶菌酶的化學(xué)反應(yīng)，并用作陽性對照。研究小組隨后選擇了五種新型抗菌蛋白，并對大腸桿菌進(jìn)行了測試。其中兩種新的蛋白質(zhì)能夠殺死細(xì)菌。同時，X射線成像顯示，盡管這些抗菌蛋白的氨基酸序列與任何已知的天然蛋白質(zhì)相差30%以上，但它們?nèi)匀徽郫B成幾乎與它們的“天然表親”相同的形狀。這項研究或許意味著，未來我們可以與人工智能合作，創(chuàng)造出不屬于自然的蛋白質(zhì)，并賦予這些蛋白質(zhì)不同的功能，人類將成為微觀世界中的神。
在征服了蛋白質(zhì)之后，ChatGPT似乎又向基因進(jìn)軍了
科技公司英偉達(dá)在今年的摩根大通醫(yī)療大會上表示，隨著下一代基因組測序的速度越來越快，成本越來越低，我們目前的基因組DNA測序能力已經(jīng)超過了分析DNA序列并從中獲得洞見的能力。人工智能能更快速有效地處理海量的基因組序列信息。大規(guī)模語言模型可以像人類語言一樣分析DNA序列，從而加快基因組的拼接和基因突變的發(fā)現(xiàn)，并將發(fā)現(xiàn)結(jié)果以人類對話的形式表達(dá)給研究人員。例如，集成了ChatGPT的基因測序分析系統(tǒng)在處理患者的基因組測序數(shù)據(jù)后可能得出結(jié)論——“該患者的某個基因突變可能導(dǎo)致罕見的遺傳病A”，這似乎取代了醫(yī)生。




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