科技日报记者 张梦然
瑞士洛桑联邦理工学院领导的团队创建了一个基于AI的工具RENAISSANCE，其可结合各种类型的细胞数据，准确描述细胞代谢状态，从而帮助人们更精准地理解细胞功能。RENAISSANCE是计算生物学的一项重大进步，为健康研究和生物技术创新开辟了新途径。
现代生物学生成了有关各种细胞活动的大量数据集。这些数据集提供了对不同细胞功能的洞察，例如基因活动和蛋白质水平。然而，如何整合和理解这些数据集以了解细胞代谢，一直是一项高难度挑战。
动力学模型通过对细胞代谢的数学表达，提供了一种解读复杂数据的新方法。它们可充当详细的地图，描述分子在细胞内如何相互作用和转化，以及物质如何随着时间的推移转化为能量和其他产物。
此次团队利用RENAISSANCE创建了准确反映大肠杆菌代谢行为的动力学模型。该工具成功生成了与实验观察到的代谢行为相匹配的模型，模拟了细菌在生物反应器中如何随时间调整其代谢。
研究同时证明，即使受到遗传和环境条件的干扰，动力学模型也能保持稳定性。模型能可靠地预测细胞对不同情景的反应，从而增强其在研究和工业应用中的实际效用。
团队表示，代谢组学和蛋白质组学只能检测和量化有限数量的代谢物和蛋白质，这会带来数据覆盖不足的问题。能整合和协调各种来源数据的建模技术，则可弥补这一限制并增强对整个生命系统的理解。
从长远角度看，RENAISSANCE能准确模拟细胞代谢具有重大意义，它为人类研究代谢变化提供了强大的工具，并有助于开发新的治疗方法和生物技术。
总编辑圈点
细胞代谢是细胞内所发生的用于维持生命的一系列有序化学反应的总称。生物体的生长、繁殖和衰老，都和代谢密切相关。细胞一刻不停地在工作，而发生在细胞内的代谢过程又异常复杂。各种代谢物，各种蛋白质……要对其进行模拟，难度可想而知。计算机科学的进步，给生物学的很多问题带来新的解决方案。此次，研究团队创建了基于AI的工具，其可帮助准确模拟细胞代谢，为研究代谢变化提供指引。理解了代谢，我们就掌握了生命活动的密码。
