Исследователи из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН создали цифрового помощника на основе искусственного интеллекта, который в 180 раз ускорил поиск новых химических реакций. Его уже тестируют для фармацевтических целей, сообщает Российский научный фонд.
Фото: ИОХ РАН
Неделя вместо трех лет
Новый алгоритм всего за несколько часов вместо нескольких лет проанализировал десятки тысяч превращений. В результате анализ, который потребовал бы около 3,5 лет непрерывной работы, был выполнен за неделю.
В ходе проведенного эксперимента авторы открыли ранее неизвестные реакции, которые могут быть полезны для создания новых противоопухолевых препаратов.
«Цифровой помощник берет на себя тяжелую и объемную работу по первичному анализу, а человек принимает творческие решения на уже проработанном пространстве данных», — отметил руководитель проекта Валентин Анаников, доктор химических наук, заведующий лабораторией металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН.
Сборка сложных молекул
ИИ-помощник обучен правилам, по которым идет реакция циклоприсоединения. Это превращение для сборки сложных молекул в виде циклических структур, которые лежат в основе некоторых антибиотиков, противоопухолевых средств и других лекарств.
Чтобы проверить, как работает цифровой помощник, химики дали ему проанализировать набор данных о свойствах и строении 134 тысяч молекул. Опираясь на него, инструмент автоматически сгенерировал 31 тыс. возможных реакций циклоприсоединения. Затем он всего за несколько часов выбрал 205 наиболее реалистичных превращений, которые не требуют дорогих и редких реактивов, а также протекают в обычных условиях. На следующем этапе специалисты выбрали четыре самые многообещающие реакции для лабораторной проверки, и в двух из них удалось получить новые полезные продукты.
«Наше исследование демонстрирует, что даже без дорогостоящих роботизированных лабораторий возможно существенно ускорить открытие новых реакций, опираясь на доступные вычислительные инструменты и экспертный опыт», — заметил Валентин Анаников. По его словам, планируется продолжить обучение нейросети новым подходам для использования в химсекторе.
Результаты исследования опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition.
