注意到人工智能的最新进展和有关人类生物学的大规模实验数据的存在已经达到了临界点，来自 斯坦福大学，一个 基因泰克公司，以及 陈-扎克伯格倡议表示科学拥有“前所未有的机会”，可以利用人工智能 (AI) 创造世界上第一个虚拟人体细胞。这样的细胞将能够代表和模拟人类生物分子、细胞以及最终组织和器官的精确行为。
“对人体细胞进行建模可以被认为是生物学的圣杯，”说 艾玛·伦德伯格，生物工程和病理学副教授 工程和 药品斯坦福大学的资深作者新文章在日记中细胞提议全球共同努力创建世界上第一个人工智能虚拟单元。–人工智能提供了直接从数据中学习并超越假设和预感来发现复杂生物系统的新兴特性的能力。 –
伦德伯格的资深作者包括两位斯坦福大学的同事， 史蒂芬·奎克，陈-扎克伯格倡议的生物工程教授兼科学负责人，以及 尤雷·莱斯科维奇工程学院计算机科学教授、Chan Zuckerberg Initiative 人工智能科学负责人 Theofanis Karaletsos 以及基因泰克研究执行副总裁 Aviv Regev。
非凡的承诺
这样的合成细胞模型不仅可以更深入地了解使健康人类细胞发挥作用的化学、电力、机械和其他力和过程之间复杂的相互作用，还可以揭示导致细胞功能障碍或死亡的疾病的根本原因。一个
也许更有趣的是，人工智能虚拟细胞还可以让科学家进行实验计算机模拟而不是体内– 在计算机上而不是在活细胞和生物体上。这种能力将扩大人类对人类生物学的理解，并加速寻找新疗法、药物，甚至可能治愈疾病。
癌症生物学家可能会模拟某些突变如何使健康细胞变得恶性。
微生物学家有一天可能会预测病毒对受感染细胞甚至宿主生物体的影响。有一天，医生可能会在患者的“数字双胞胎”上测试治疗方法，从而加速实现更快、更具成本效益和更安全的个性化医疗的长期承诺时代。
然而，作者表示，人工智能虚拟单元需要实现三个结果才能被认为是成功的。首先，它需要使研究人员能够创建跨物种和细胞类型的通用表示。它还必须准确预测细胞功能、行为和动力学并理解细胞机制。最后但并非最不重要的一点是，人工智能虚拟单元将允许在计算机上进行实验来测试假设并指导数据收集，从而以远低于当今水平的速度和成本扩展虚拟单元的能力。
全球合作
在作者所说的科学“三连胜”中，人工智能开创了一个具有预测性、生成性和可查询性工具的时代，但创建人工智能还需要大量的原始生物数据。虚拟细胞是不可否认的。相比之下，作者指出，美国国立卫生研究院编译的 DNA 测序数据仓库（称为 Short Read Archive）现在包含超过 14 PB 的数据，比用于训练 ChatGPT 的数据集大一千倍。
实现人工智能虚拟细胞并不容易。这将需要在从遗传学、蛋白质组学到医学成像等领域进行前所未有的协调一致、全球性、开放的科学合作，以及学术界、工业界和非营利组织的全球利益相关者之间的密切合作。与此同时，作者谨慎地指出，任何针对人工智能虚拟细胞的工作都应该假设所得模型将不受限制地提供给整个科学界。
“这是一个庞大的项目，可与基因组项目相媲美，需要跨学科、行业和国家的合作，而且我们知道，功能齐全的模型可能需要十年或更长时间才能实现，”伦德伯格断言。——但是，随着当今人工智能能力的快速扩展以及我们庞大且不断增长的数据集，科学界团结起来并开始彻底改变我们理解和建模生物学的方式的时机已经成熟。”