Čeští vědci chtějí s pomocí AI objevovat nové molekuly

Čeští vědci spolupracují s odborníky ze čtrnácti výzkumných institucí po celém světě, aby využili umělou inteligenci (AI) na objev a vývoj nových přírodních molekul, které by bylo možné využívat například ve vývoji léčiv, kosmickém výzkumu nebo likvidaci znečištění v přírodě.

Objevování malých molekul může znamenat pokrok v celé řadě vědeckých oborů, které přinášejí reálné zlepšení lidského života. Podle Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT), které mezinárodní projekt MassSpecGym vede, se to týká oblastí jako chemie, biologie, vývoj léčiv a analýza životního prostředí.

„I přesto, že se dosáhlo velkého pokroku, vědci stále objevili jen malý kousek celkové molekulární rozmanitosti života,“ uvedli výzkumníci.

Rozpady molekul

Takzvaná tandemová hmotnostní spektrometrie, kterou využívají, je důležitá metoda, která pomáhá identifikovat molekuly v biologických a environmentálních vzorcích. Funguje tak, že molekuly se nejprve rozpadnou na menší části a poté se změří hmotnosti těchto fragmentů. „Z biologických nebo environmentálních vzorků lze změřit tisíce různých spekter, z nichž každé obvykle odpovídá jedné molekule,“ popsal Tomáš Pluskal z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR, který je součástí této vědecké iniciativy.

Popsat pak ale spektra pomocí molekulárních struktur je i přes rychlý vědecký pokrok stále nesmírně složité. „I s nejmodernějšími metodami strojového učení se podaří popsat méně než deset procent spekter. To znamená, že velká část chemických možností zůstává neobjevená, což zpomaluje pokrok ve vědě a technologii,“ upozornil Pluskal.

Vývoj umělé inteligence pro hmotnostní spektrometrii je zatím omezen tím, že chybí jednotná data a způsob, jak AI hodnotit. Projekt MassSpecGym se to snaží zlepšovat tím, že vytváří standardy pro objevování molekul a jejich popis. Cílem je vyvinout nové AI modely, které pomohou objevit neznámé chemické látky v přírodě.

Projekt MassSpecGym má tři hlavní části. Mezi ně patří největší veřejně dostupná databáze hmotnostních spekter s označenými molekulami, úkoly pro AI, které pomáhají objevit molekuly, a sady spekter a molekul pro testování, jak dobře AI modely dokáží pracovat s novými molekulami.

Vývoj MassSpecGym začal na semináři v Německu a zapojilo se do něj třicet výzkumníků ze čtrnácti institucí. Výzkum byl vybrán pro prestižní prezentaci na konferenci NeurIPS 2024 ve Vancouveru, která je jednou z významných konferencí v oblasti strojového učení. Tento projekt byl spolufinancován z unijních projektů FRONTIER a ELIAS.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Podívejte se, jak silné je letošní sucho v kontextu dekády

Desítky satelitních snímků ukazují, jak závažné je v Evropě letos sucho a horko, respektive jak se projevují jejich dopady na rostliny.
před 1 hhodinou

Když vyschne řeka, život se do ní měsíce nevrátí, popisují vědci

Obnova života ve vodním toku po jeho vyschnutí může s příchodem dešťů trvat až dva měsíce. Čím déle trvá sucho, tím složitěji se ryby a další organismy vrací. Kritická hranice jsou čtyři týdny. Pokud sucho trvá déle, mohou podle hydrobiologických výzkumů uhynout všechny vodní organismy, uvedl Martin Rulík z olomoucké přírodovědecké fakulty. Další zátěží je podle něj vysoká teplota vody, která spolu s úbytkem kyslíku vytváří nejhorší podmínky.
před 3 hhodinami

Astronomové objevili nejrychlejší hvězdu Mléčné dráhy. Sprintuje kolem černé díry

Astronomové objevili nejrychlejší známou hvězdu v naší galaxii, Mléčné dráze, která obíhá kolem černé díry v jejím středu. Hvězda, která dostala jméno S301, obíhá svou černou díru o hmotnosti čtyř milionů Sluncí rychlostí 25 tisíc kilometrů za sekundu. Navíc se k ní přibližuje víc než jakákoli jiná dosud pozorovaná hvězda, a to tak blízko, že pociťuje účinky rotace černé díry.
před 21 hhodinami

Svatyně u Nymburka byla o tisíc let starší než Stonehenge

Jako rituální centrum spojené s pohyby Slunce a Měsíce sloužila přes 6500 let stará svatyně nedaleko obce Chleby na Nymbursku. Na jejím výzkumu pracují archeologové pod vedením vědců z Fakulty filozofické Západočeské univerzity v Plzni (FF ZČU). Nově zjistili, že jde o jeden z nejstarších monumentů ve střední Evropě.
včera v 13:16

Ukrajinský útok na Roskosmos mohl způsobit Rusku závažné škody

Rusko je ve svém vesmírném programu odkázané na neustálou výrobu nových raket Sojuz, nedisponuje totiž stroji, které mohou startovat opakovaně. Víkendový útok na jedno ze zařízení státního podniku Roskosmos proto mohl způsobit výrobci raket a satelitů velké problémy.
včera v 12:03

Moderní ženy mají pánev jako neandertálci, muži se vydali jinou evoluční cestou, zjistili vědci

Výsledky nového výzkumu naznačují, že pánve moderních mužů prošly při evoluci většími změnami, zatímco pánve moderních žen zůstávají „archaické“. Mužům tato změna dala podle vědců lepší schopnosti chůze a běhu na dlouhé vzdálenosti – díky jedinečnému mechanismu, který je schopný vynikajícím způsobem tlumit nárazy i účelně akumulovat energii.
včera v 11:07

Amazonský prales se sám regeneruje díky klíčovým stromům

Amazonský prales má pozoruhodnou schopnost obnovy. Když člověk vykácí část lesa a později ji opustí, o návrat vegetace se podle nové brazilské studie stará především malá skupina několika desítek druhů stromů. Přibližně 15 až 25 druhů dokáže rychle osídlit zničenou půdu, vytvořit podmínky pro návrat dalších rostlin a zároveň začít znovu ukládat uhlík.
včera v 10:16

Cvičení pomáhá ženám před operací s rakovinou i po ní, ukazuje český výzkum

Cvičení pomáhá s rychlejším návratem kondice po operaci pacientek s rakovinou vaječníků v pokročilém stadiu. Prokázali to lékaři z Gynekologicko-porodnické kliniky pražské Všeobecné fakultní nemocnice, kteří zjistili, že pomáhá začít cvičit dokonce už před výkonem. Takzvaná pre-habilitace ženám zároveň umožnila začít až o týdny dříve následnou chemoterapii.
18. 8. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.