Rovira i Virgili Üniversitesi araştırmacıları, kimya yasalarına tamamen uyum sağlayan ve milyonlarca yeni molekül üretebilen CoCoGraph adlı yapay zeka sistemini geliştirdi. Geleneksel modellerin aksine CoCoGraph, dahili bir denetim kodu sayesinde her yapıda valans kurallarını (atomların bağ kurma kapasitelerini) temel alıyor ve hatalı tasarımların oluşmasını engelliyor.
CoCoGraph’ın çalışması, belirli bir moleküler formülün sisteme girdi olarak tanımlanmasıyla başlıyor. Kullanıcı tarafından girilen atom türü ve sayıları sabit tutularak yapay zekanın bu bileşenlerin kurallara uygun tüm farklı dizilimlerinin (izomerlerinin) inşa edilmesini sağlıyor. Eğitim aşamasında difüzyon modeli sayesinde moleküler yapıların bozulma ve yeniden inşa süreçlerini deneyimleyen sistem; üretim aşamasında bu modellemeyi kullanarak kimyasal açıdan geçerli ve özgün molekül oluşturuyor.
Araştırma kapsamında CoCoGraph, eğitim sürecinin ardından tam 8,2 milyon molekül içeren devasa bir veri tabanı üretti. Yapılan incelemelerde, bu moleküllerin yaklaşık 7,6 milyonunun daha önce literatürde yer almayan, tamamen yeni ve benzersiz yapılar olduğu saptandı. Ayrıca üretilen bu moleküllerin ağırlık, polarlık ve ilaç benzerliği gibi 36 farklı fizikokimyasal özelliği, gerçek dünyadaki molekül kümeleriyle birebir örtüşüyor.
Kimyagerler bile yanıldı
CoCoGraph’ın ürettiği yapıların inandırıcılığını test etmek için 121 organik kimya uzmanıyla bir deney gerçekleştirildi. Uzmanlara gerçek ve yapay zeka ürünü molekül çiftleri gösterildi. Uzmanların gerçek molekülü doğru tahmin etme oranı yüzde 62 düzeyinde gözlemlendi. Özellikle halka içermeyen yapılarda uzmanlar, yapay zeka üretimini gerçek moleküllerden ayırt edemedi.
Şu an için bir tür molekül üretim motoru olarak görev yapan CoCoGraph, henüz biyolojik aktivite (bir hastalığı iyileştirme gücü) veya düşük toksisite (zehirli olmama durumu) gibi spesifik ilaç hedeflerine göre seçim yapmıyor. Araştırmacılar, bir sonraki adımın bu hedefleri sisteme entegre etmek olduğunu belirtiyor. Bu gelişmeler gelecekte kişiye veya hastalığa özel ilaç üretiminin kapısını açabilir ve farmakolojiden gıda endüstrisine kadar pek çok farklı alanda kullanılabilir.
Kaynak: Nature Machine Intelligence