Находящуюся на рассмотрении патентной заявки новую совокупность именуют «УМНОЙ», что выдерживает за Мелкую Молекулу Правильную Разработку Признания и имеет потенциал, дабы ускорить молекулярный идентификационный процесс структуры вдесятеро. Это развитие имело возможность воображать изменение парадигмы в химическом анализе, области фармацевтического и изобретения лекарства, поскольку 70 процентов всех одобренных FDA наркотиков основаны на натуральных продуктах, таких как микробы земли, наземные растения и, все больше, формы морской фауны и флоры, такие как морские водоросли.Эта работа, изданная по собственной природе Научные Отчеты, воображает сотрудничество между Сан-Диего UC Школа Джейкобса Разработки и Сан-Диего UC Учреждение Scripps Океанографии.«Структура молекулы – информация о предоставлении возможности», сообщил Билл Джервик, учитель фармацевтических наук и океанографии в Учреждении Сан-Диего UC Scripps Океанографии. «У Вас должна быть структура для любого одобрения FDA.
Если Вы желаете иметь интеллектуальную собственность, Вы должны запатентовать ту структуру, если Вы желаете сделать аналоги той молекулы, Вы должны знать то, что стартовая молекула – это – критическая информация».Чэнь Чжан – аспирант наноинженерии в Сан-Диего UC Школа Джейкобса Разработки и первый создатель новой Природы Научная бумага Отчетов. Чжан заявил, что определение структуры молекулы возможно узким местом в ходе изучения натурального продукта, заняв месяцы специалистов а также годы, дабы определить верную и полную структуру.
Тогда как любая молекула и ее идентификационный график времени отличаются, УМНЫЙ подход дает исследователям ранний ключ к разгадке в то, какую семью новая молекула подпадает под, решительно уменьшая время, которое требуется, дабы характеризовать новый натуральный продукт.«Метод, которым мы смогли ускорить процесс, по существу применяя ПО распознавания лиц, дабы взглянуть на главную часть информации, которую мы приобретаем на молекулах», растолковал Джервик. Главная часть информации, которую применяет команда, есть чем-то названным гетероядерная необыкновенная квантовая последовательность ядерный магнитный резонанс, либо HSQC NMR, спектр. Это формирует топологическую карту пятен, каковые показывают, какие конкретно протоны в молекуле приложены конкретно, к каким атомам углерода, и уникально для каждой молекулы.
Чжан и Джервик объединились с Гэри Коттреллом, техническим преподавателем и информатикой в Сан-Диего UC Школа Джейкобса Разработки, дабы создать глубокую совокупность изучения, обученную с тысячами спектров HSQC, каковые вынимают из литературы. Эта сверточная нейронная сеть берет 2D изображение спектра HSQC NMR малоизвестной молекулы и причиняет на карту его в 10-мерное пространство, сгруппированное около аналогичных молекул, облегчающих для исследователей растолковывать структуру малоизвестной молекулы.«Чен показал данный подход к получению спектров NMR более чем 4 000 комплексов от литературы, практически исключив изображения от PDFs бумаг», сообщил Коттрелл. «Это было потрясающее упрочнение!
Не обращая внимания на это, это в большинстве случаев – не хватает данных, дабы научить глубокую сеть, но мы применяли разработку, названную сиамской сетью, в которой Вы обучаетесь на парах изображений. Это усиливает Ваше обучение, установленное приблизительно квадратом количества комплексов в семье, и – то, что сделало данный проект выполнимым».
Это сотрудничество – первый раз, в то время, когда Gerwick воспитал технического студента, и обмен идеями был плодотворным.«Это было превосходное сотрудничество. UC у Сан-Диего имеется что-то вправду достаточно чудесное об этом, и это – глубина сотрудничества, которое происходит между отделами – это феноменально», сообщил Джервик. «В то время, когда Вы пробуете серьёзно забрать от второй дисциплины что-то, что, быть может, кроме того распространено в той дисциплине, и примените его уникальным способом и новым в отечественной дисциплине, это – возможность вправду иметь данный вид перемещающей парадигму вещи.
И я пологаю, что эта разработка, с некоторым продвижением, могла быть настоящим трансформацией парадигмы в методе, которым мы делаем все виды химического анализа и химии».Команда вынудит тот шанс для продвижения благодаря гранту в размере 550 000$ от Национальных Университетов Здоровья развивать действенные способы, каковые облегчают автоматизированную структурную классификацию, показывают разъяснение и открытие структуры натуральных продуктов и выстроить инфраструктуру, которая взаимодействует с вводом данных от сообщества.