Tüm olası kimyasal bileşikler arasında, 1020 ile 1060 arasında bir sayının küçük molekül ilaçları olarak potansiyel taşıdığı tahmin edilmektedir.
Bu bileşiklerin her birini deneysel olarak değerlendirmek, kimyagerler için çok zaman alıcı olacaktır. Bu nedenle, son yıllarda araştırmacılar, iyi ilaç adayları olabilecek bileşikleri tanımlamak için yapay zekayı kullanmaya başladılar.
Bu araştırmacılardan biri, MIT'de Kimya Mühendisliği ve Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri bölümlerinde ortak atamaları olan 1957 Sınıfı Kariyer Geliştirme Doçenti Dr. Connor Coley'dir. Araştırmaları, kimya mühendisliği ve bilgisayar bilimi arasında bir çizgide yer almakta; geniş sayıda olası kimyasal bileşiği analiz etmek, yeni bileşikler tasarlamak ve bu bileşikleri üretebilecek reaksiyon yollarını tahmin etmek için hesaplamalı modeller geliştirmekte ve uygulamaktadır.
“Bu, organik moleküllerin herhangi bir uygulamasına uygulanabilecek çok genel bir yaklaşımdır, ancak düşündüğümüz birincil uygulama küçük molekül ilaç keşfidir,” diyor.
Yapay zeka ve bilimin kesişimi
Coley'nin bilimle ilgisi aileden geliyor. Aslında, ailesinin daha fazla bilim insanı içerdiğini, babasının bir radyolog, annesinin moleküler biyofizik ve biyokimya alanında bir derece kazandıktan sonra MIT Sloan Yönetim Okulu'na gittiğini ve büyükannesinin bir matematik profesörü olduğunu söylüyor.
Ohio'nun Dublin kentinde bir lise öğrencisi olarak Coley, Bilim Olimpiyatı yarışmalarına katıldı ve 16 yaşında liseden mezun oldu. Ardından, bilim ve matematikle olan ilgilerini birleştiren bir alan sunduğu için kimya mühendisliğini ana dal olarak seçtiği Caltech'e gitti.
Üniversite yıllarında, kimya mühendisliğine ek olarak bilgisayar bilimine olan ilgisini de sürdürdü ve proteinlerin kristal yapısını çözmeye yardımcı olmak için Fortran programlama dilini kullandığı bir yapısal biyoloji laboratuvarında çalıştı. Caltech'ten mezun olduktan sonra, kimya mühendisliğinde devam etmeye karar verdi ve 2014 yılında MIT'de doktora programına başladı.
Profesörler Klavs Jensen ve William Green'in danışmanlığında, Coley otomatik kimyasal reaksiyonları optimize etme yolları üzerinde çalıştı. Çalışmaları, makine öğrenimi ve kimya bilgisi — kimyasal verileri analiz etmek için hesaplama yöntemlerinin uygulanması — birleştirerek yeni ilaç molekülleri oluşturabilecek reaksiyon yollarını planlamaya odaklandı. Ayrıca, bu reaksiyonları otomatik olarak gerçekleştirmek için kullanılabilecek donanım tasarımı üzerinde de çalıştı.
Bu çalışmanın bir kısmı, basit yapı taşlarından ilaçların ve diğer yararlı bileşiklerin sentezini geliştirmeye odaklanan Make-It adlı DARPA destekli bir program aracılığıyla yapıldı.
“Bu, kimya bilgisi üzerine düşünmeye, makine öğrenimini düşünmeye ve farklı kimyasalların nasıl yapılabileceğini ve hangi reaksiyonların mümkün olduğunu anlamak için modelleri nasıl kullanabileceğimizi düşünmeye gerçek giriş noktam oldu,” diyor Coley.
Coley, hala lisansüstü öğrenci iken öğretim üyeliği pozisyonlarına başvurmaya başladı ve 25 yaşında MIT'den bir teklif aldı. Mezun olduğu okulda bir iş alıp almama konusunda karışık tavsiyeler aldı ve sonunda MIT'deki bir pozisyonun reddedilemeyecek kadar cazip olduğuna karar verdi.
“MIT, kaynaklar ve bölümler arasındaki akışkanlık açısından çok özel bir yer. MIT, yapay zeka ve bilim kesişimini desteklemede gerçekten iyi bir iş çıkardığı görünüyordu ve burada kalmak için canlı bir ekosistemdi,” diyor. “Öğrencilerin kalitesi, öğrencilerin heyecanı ve işbirliklerinin inanılmaz gücü, aynı yerde kalma olasılığına dair endişeleri kesinlikle gölgede bıraktı.”
Kimya sezgisi
Coley, kimyasal biyoloji ve ilaç keşfi konusunda daha fazla deneyim kazanmak için Broad Enstitüsü'nde bir postdoc yapmak üzere öğretim üyeliği pozisyonunu bir yıl erteledi. Orada, hastalıklarla ilişkili mutasyona uğramış proteinlerle bağlanma etkileşimleri olabilecek küçük molekülleri, DNA kodlu kütüphanelerdeki milyarlarca adaydan tanımlama yolları üzerinde çalıştı.
2020'de MIT'ye döndükten sonra, terapötik potansiyele sahip mevcut bileşenleri sentezlemek için yapay zekayı kullanmanın yanı sıra, arzu edilen özelliklere sahip yeni moleküller tasarlamak ve bunları üretmenin yeni yollarını bulmak misyonuyla laboratuvar grubunu kurdu. Son birkaç yıl
