原标题：宾夕法尼亚大学教授利用人工智能设计新的抗生素

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自从1928年青霉素被意外发现以来，医学研究者们一直致力于寻找其他可以挽救生命的抗生素，并将其重新用于人类。然而，有些细菌在药物引入后不到一年就会产生耐药性。几十年来，尚未开发出主要的新型抗生素。

自然界已经成为当前抗生素的主要来源。几百万年来，植物，真菌和其他生物进化出了各种巧妙的化学防御细菌的方法，因此化学家一直乐此不疲的把它们复制出来。例如，青霉素就是由一种真菌产生的，通过削弱其细胞壁杀死细菌。它的发现者亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）曾说过：“我不是发明青霉素，而是发现了青霉素。”

宾夕法尼亚大学教授塞萨尔·德·富恩特（Cesar de la Fuente）认为，自然可能已经失去了灵感，现在该是采用21世纪的方法来寻找新药的时候了：那就是人工智能。

在宾夕法尼亚大学的实验室中，富恩特和他的团队使用计算机算法和人工智能来设计和改进新药，筛选出化学组成部分，筛选出有望穿透细菌防御的组合。

在宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院，德拉富恩特对新抗生素的探索始于生命的基础，氨基酸，但他以自然界未曾想到的方式将它们结合在一起。

从某种意义上说，这是一个巨大的数学问题。将20个核心氨基酸排列成肽的短分子链的方式可能比宇宙中恒星的数目还要多，但自然界中存在这种可能性的比例仅为1％，而且只有两种已经变成实际的抗生素。德拉·富恩特（De la Fuente）希望在所有这些组合中发现有益于人类的新抗生素。

在实验室的一个项目中，富恩特使过程变得更自动化，形成一个系统，同时结合了人工智能的一些原理。该系统将生成分子并运行计算机模拟，然后引导机械臂制造并测试获胜者对抗活细菌的能力。组合最有效的数据将被反馈到模型中进行下一轮，从而筛选出最优组合。

在最近的研究中，他和同事们从一种天然存在的抗生素开始：一种在石榴植物种子中发现的肽。这种肽具有弱的抗微生物特性，他们对这种肽的两个特征感兴趣。它包含某些带正电荷的氨基酸，这意味着它们会被带到细菌具有负电荷的膜上。它包括其他氨基酸，这些氨基酸的化学性质使它们能够与这些脂肪膜相互作用并破坏这些脂肪膜。

如果科学家们可以在计算机上随机生成数百个这种天然肽的类似物（将其切成碎片，重组它们，并在几个位置交换不同的氨基酸），那么也许可以优化这两个特征之间的相互作用，从而引起更强的微生物攻击。

研究人员从该算法生成的数百种化合物中筛选出15种最有潜力的化合物，并在实验室进行了制备，并对它们进行了细菌测试。确实，有几种具有增强的抗菌活性，特别是一种脱颖而出。他们称为石榴素2，该分子仍然是肽，但是它与天然来源有很大不同，其氨基酸的精氨酸含量异常高，富恩特和他的团队正在努力使其成为下一个青霉素。

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