3月25日，西湖大學醫學院長聘副教授郭天南團隊在《細胞研究》發表相關文章，探討了人工智能虛擬細胞的發展方向。
人工智能虛擬細胞是通過人工智能和多模態數據整合，構建精確且可擴展的虛擬細胞模型。相比傳統的虛擬細胞建模方法，人工智能虛擬細胞能夠更全面地模擬細胞功能，并具有高通量仿真能力，甚至在某些情況下可以替代實驗室實驗。
郭天南解釋道，可以用一個“智能細胞培養游戲”的比喻來理解人工智能虛擬細胞：想象一下，你正在玩一款名為“元宇宙細胞培養師”的高級模擬游戲。在這個游戲中，你的任務是培養和優化各種虛擬細胞。
三大數據支柱就像游戲的三個核心模塊：先驗知識：這是游戲的“百科全書”，包含了所有已知的細胞生物學信息；靜態結構：這是細胞的“3D建模器”，讓你能看到細胞的精細結構；動態狀態：這是細胞的“實時監測系統”，顯示細胞內各種分子的實時變化。
人工智能虛擬細胞就是你在游戲中培養的“智能虛擬細胞”。它綜合了上述三個模塊的信息，能夠模擬真實細胞的行為和反應。
閉環主動學習系統則像是游戲中的“自動實驗室”功能：它會自動識別你的虛擬細胞還有哪些未知的特性。然后，它會設計并執行虛擬實驗來探索這些未知領域。實驗結果會立即用于更新和改進你的虛擬細胞模型。
這個“智能細胞培養游戲"不斷循環運行，每次實驗都讓虛擬細胞變得更加真實和精確。隨著游戲的進行，虛擬細胞會越來越像真實的細胞，甚至可能揭示一些在現實世界中尚未發現的細胞特性。這樣，研究者就能在電腦中培育出各種各樣的“細胞盆栽”,用于研究生命科學，而不需要真實的實驗室和大量資源。
未來，人工智能虛擬細胞有望在藥物開發、疾病建模和基礎生物學研究中發揮重要作用，建立人工智能虛擬細胞的標準和最佳實踐，將成為該領域下一階段的重要任務，以確保人工智能虛擬細胞能夠真正實現其在計算生物學和生物醫學研究中的變革性潛力。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41422-025-01101-y
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