Software Mines Science Papers, które pozwolą dokonać nowych odkryć

Oprogramowanie, które przeczytało dziesiątki tysięcy artykułów naukowych, a następnie przewidziało nowe odkrycia dotyczące działania białka, które jest kluczem do raka, może zwiastować szybsze podejście do opracowywania nowych leków.

Oprogramowanie, opracowane we współpracy IBM i Baylor College of Medicine, zostało opublikowane w ponad 60 000 artykułów naukowych, które koncentrowały się na p53, białku biorącym udział we wzroście komórek, które ma związek z większością nowotworów. Analizując zdania w dokumentach, oprogramowanie może zbudować zrozumienie tego, co wiadomo o enzymach zwanych kinazami, które działają na p53 i regulują jego zachowanie; te enzymy są powszechnymi celami leczenia raka. Następnie wygenerował listę innych białek wymienionych w literaturze, które prawdopodobnie były nieodkrytymi kinazami, na podstawie tego, co wiedział o tych już zidentyfikowanych. Większość dotychczas przetestowanych prognoz okazała się słuszna.

Przetestowaliśmy 10, Olivier Lichtarge Baylor powiedział we wtorek. Siedem wydaje się być prawdziwymi kinazami. Wstępne wyniki swojej współpracy z IBM przedstawił na m.in spotkanie na temat Cognitive Computing odbyła się w laboratorium badawczym IBM Almaden.

Lichtarge opisał również wcześniejszy test oprogramowania, w którym uzyskał dostęp do literatury naukowej opublikowanej przed 2003 r., aby sprawdzić, czy może przewidzieć kinazy p53, które zostały odkryte od tego czasu. Oprogramowanie znalazło siedem z dziewięciu kinaz odkrytych po 2003 roku.

Biologia P53 ma kluczowe znaczenie dla wszystkich rodzajów chorób, mówi Lichtarge, więc wydawało się, że jest to idealny sposób na pokazanie, że odkrycia generowane przez oprogramowanie mogą przyspieszyć badania, które prowadzą do nowych metod leczenia. Uważa, że ​​dotychczasowe wyniki pokazują, że to prawda, chociaż eksperymenty z polowaniem na kinazy nie zostały jeszcze przejrzane i opublikowane w czasopiśmie naukowym, a dalsze testy laboratoryjne są nadal planowane, aby potwierdzić dotychczasowe odkrycia. Kinazy są zwykle odkrywane w tempie jednej rocznie, mówi Lichtarge. Szybkość odkrywania może zostać znacznie przyspieszona.

Lichtarge powiedział, że chociaż oprogramowanie zostało skonfigurowane do wyszukiwania tylko kinaz, wydaje się również, że jest w stanie zidentyfikować niezidentyfikowane wcześniej fosfatazy, które są enzymami, które odwracają działanie kinaz. Może również identyfikować inne rodzaje białek, które mogą wchodzić w interakcje z p53.

Współpraca z Baylor ma na celu przetestowanie sposobu na rozszerzenie zestawu narzędzi, które badacze IBM już oferują firmom farmaceutycznym. Pod hasłem przyspieszonego odkrywania narzędzia do analizy tekstu są wykorzystywane do wydobywania publikacji, patentów i molekularnych baz danych. Na przykład firma poszukująca nowego leku na malarię może użyć narzędzi IBM do znalezienia cząsteczek o właściwościach podobnych do istniejących terapii. Ponieważ oprogramowanie może przeszukiwać szerzej, może znaleźć molekuły w przeoczonych publikacjach lub patentach, których w inny sposób nie znalazłby żaden człowiek.

Rozpoczęliśmy współpracę z Baylorem, aby dostosować te możliwości i rozszerzyć je, aby pokazać, że ten proces może być wykorzystany do odkrywania nowych rzeczy na temat biologii p53, mówi Ying Chen , badacz w IBM Research Almaden.

Zwykle opracowanie nowego leku zajmuje od 500 milionów do 1 miliarda dolarów, a 90 procent kandydatów, którzy rozpoczynają tę podróż, nie trafia na rynek, mówi Chen. Koszt nieudanych leków jest podawany jako jeden z powodów, dla których niektóre leki osiągają tak wysokie ceny (patrz Opowieść o dwóch narkotykach).

Lawrence Hunter , dyrektor Center for Computational Pharmacology na University of Colorado Denver, mówi, że potrzebne jest staranne potwierdzenie empiryczne dla twierdzeń, że oprogramowanie dokonało nowych odkryć. Ale mówi, że postęp w tej dziedzinie jest ważny i że takie narzędzia są rozpaczliwie potrzebne.

Ilość literatury naukowej, zarówno starej, jak i nowej, jest obecnie tak duża, że ​​nawet specjaliści nie mogą mieć nadziei na przeczytanie wszystkiego, co może im pomóc, mówi Hunter. W ubiegłym roku do Narodowej Biblioteki Medycznej USA dodano ponad milion nowych artykułów Medline baza danych naukowych artykułów biomedycznych, która obecnie zawiera 23 miliony pozycji. Oprogramowanie może przeszukiwać ogromne ilości informacji i znajdować ważne wskazówki w nieoczekiwanych miejscach. „Kluczowe fragmenty informacji to czasami odosobnione fakty, które są tylko drobnym punktem w artykule, ale byłyby naprawdę ważne, jeśli możesz je znaleźć”, mówi.

Lichtarge uważa, że ​​oprogramowanie takie jak jego może zmienić sposób, w jaki naukowcy prowadzą i oceniają nowe wyniki badań. Naukowcy obecnie polegają częściowo na reputacji zaangażowanych osób, instytucji i czasopism, a także na tym, ile razy artykuł jest cytowany przez innych.

Oprogramowanie, które czerpie znaczenie ze wszystkich informacji publikowanych w danej dziedzinie, może zaoferować lepszy sposób, mówi Lichtarge. Możesz publikować bezpośrednio w [oprogramowaniu] i zobaczyć, jakie to destrukcyjne, mówi.

Hunter uważa, że ​​naukowcy mogą nawet użyć takich narzędzi na wcześniejszym etapie, mając oprogramowanie, które przedstawi dowody za i przeciw nowym hipotezom. Myślę, że to naprawdę pomogłoby nauce iść szybciej. Często marnujemy dużo czasu w laboratorium, ponieważ nie wiedzieliśmy wszystkiego w literaturze – mówi.

ukryć