Taming "untamed" generative AIs by developing compound optimization support tools that enable the interactive use of domain knowledge in medicinal chemistry

通过开发化合物优化支持工具来驯服“未驯服的”生成人工智能，这些工具能够交互式地使用药物化学领域的知识

基本信息

批准号：
22K12258
负责人：
山本一樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、創薬研究開発における化合物最適化に関して人-AI協奏を適用し、各種AI的アルゴリズムに基づく自由度の高い合成展開候補生成とドメイン知識に基づく人手による化合物選別とを連動・促進するプラットホームを開発し、野放図 (非実用的な構造式を多分に生成してしまう) になりがちな特性を持つ既存のAI創薬を、人手を介することによって実用に落とし込むことを目的としている。どの部分構造が不要なのかは状況によって異なるため、意味のある生成分子を得るためには標的や薬剤の投与形態などに応じて個別にフィルタを作る必要がある。実際にフィルタに用いる部分構造ルールを挙げるのは手間のかかる作業で、ユーザーの目視をサポートするツールが不可欠である。現存する化合物生成モデルにおいて、新規性の強化と化学・薬学的実現可能性はトレードオフの関係となることが多いが、逆に、そのトレードオフを受容し人手によるサポート作業を厭わず行えば、生成AIを充分に活かして、より画期的な化合物空間に切り込んだ創造性の高い化合物最適化の実現が見込まれる。本年度は、R2年度に完了した基盤研究(C)「ヒューマンコンピュテーションと計算創薬の融合的実装による創薬計算科学の深化」の成果である chemical.space ウェブサイトを機能拡張し、生成モデル等から生成された大量の化合物を人手で効率的に選別するためのウェブアプリケーション https://sanitizer.chemical.space/ を整備した。目視で構造式を評価し、共通部分構造や構造類似性でまとめて構造式を選別し SMILES 形式で出力することができる機能を提供している。評価結果をプロジェクトごとに URL でそのまま共有することもでき、オープンサイエンスとの親和性も意識した実装とした。ソースコードはオープンソースソフトウェア (OSS) として公開している。

这项研究旨在将人类AUS音乐会应用于药物发现研究和开发中的复合优化，并开发一个平台，该平台基于各种AI算法和基于域知识的各种AI算法和手动化合物的选择，将高度灵活的合成发展候选者联系起来，并将经常通过人类的练习（通过人类的形式逐渐形成）（这些型号的习惯）（通过型结构形式）（这些型结构形式）（这些特征）（通常是人类的特征）（这是一种结构性的）。不需要部分结构的需求取决于情况，因此，为了获得有意义的生产分子，有必要根据目标，药物的剂量形式等创建单个过滤器。实际上列出过滤器中使用的子结构规则是一项时间耗时的任务，并且是支持用户视觉检测的工具。在现有的复合生成模型中，加强新颖性，化学和药物的可行性通常涉及权衡取舍，但另一方面，如果您接受权衡并进行手动支持工作，则可以完全利用生成的AI来实现高度创造性的化合物优化，从而切入更具开创性的化合物。今年，我们已经扩展了Chemical.space网站，这是基础研究（c）“通过融合实施人类计算和计算药物发现加深了药物发现和计算药物发现的科学”，该网站于2015年完成，并开发了Web应用程序https://sanitizer.chemical.chemical.chemical.chemical.chemical.space/，从而可以通过大量的范围进行构建。它提供了一个函数，可让您在视觉上评估结构公式，根据常见的部分结构和结构相似性选择结构公式，并以微笑格式输出它们。评估结果也可以直接在每个项目的URL上共享，并且该实施的设计重点是与开放科学的亲和力。源代码作为开源软件（OSS）发布。