大型语言模型彻底改变生物信息学,加速蛋白质分析、药物发现和基因组研究的突破Large language models revolutionize bioinformatics, accelerating breakthroughs in protein analysis, drug discovery, and genomic research

环球医讯 / AI与医疗健康来源:www.eurekalert.org美国 - 英语2025-08-13 00:26:56 - 阅读时长2分钟 - 545字
人工智能驱动的大型语言模型(LLMs)正在重塑生物信息学领域,通过蛋白质结构预测、基因组解读和药物再利用等技术加速科学发现。文章系统总结了LLMs在DNA序列分析、药物靶点预测、跨模态数据整合等五大核心领域的突破,同时指出模型可解释性、计算成本和数据偏差等挑战,并提出多模态AI系统与伦理规范的未来发展方向。
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大型语言模型彻底改变生物信息学,加速蛋白质分析、药物发现和基因组研究的突破

人工智能驱动的大型语言模型(LLMs),如ChatGPT背后的技术,正以前所未有的速度和精度重塑生物信息学研究。发表于《Briefings in Bioinformatics》的最新研究系统梳理了这些模型在解析复杂生物数据中的应用——从预测蛋白质结构到识别疾病关联基因。

该综述总结了LLMs的五大核心优势:

  1. 长生物序列处理:通过先进分词技术和注意力机制分析DNA、蛋白质序列
  2. 语义模式捕捉:应用于基因注释和药物靶点互作预测
  3. 跨模态学习:整合文本、基因组学与结构生物学数据
  4. 减少人工干预:通过端到端学习实现自动化分析
  5. 利用无标签数据:通过自我监督训练挖掘海量未标注生物数据

LLMs已推动多项突破性进展:

  • 蛋白质折叠预测(如ESMFold)加速药物设计
  • 基因组解读工具DNABERT精准识别疾病突变
  • 药物再利用平台PharmBERT分析临床文献

研究同时指出挑战与应对方向:

  • 开发整合基因组、影像和临床数据的多模态AI系统
  • 构建可解释AI框架提升科研可信度
  • 制定生物医学AI的伦理指南保障隐私安全

资深作者Dr. Peng Luo强调:"LLMs不仅是工具,更是生命科学范式的根本转变。其与实验生物学的融合将加速实验室成果向临床应用的转化。"

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