在人工智能和细菌的帮助下发酵的阿尔茨海默病药物更接近现实

加兰他敏是世界各地阿尔茨海默病和其他形式痴呆症患者用于治疗症状的常见药物。不幸的是，在实验室中以所需的规模合成活性化合物在商业上是不可行的。这种活性成分是通过耗时的过程从水仙花中提取的，天气和作物产量等不可预测的因素会影响药物的供应和价格

现在，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员已经开发出了工具&mdash；包括人工智能系统和发光生物传感器；有一天利用微生物来完成所有的工作

在《自然通讯》上的一篇论文中，研究人员概述了一个使用转基因细菌制造加兰他敏化学前体的过程，该化学前体是微生物正常细胞代谢的副产品。从本质上讲，细菌被编程为将食物转化为药用化合物

该研究的作者、分子生物科学教授Andrew Ellington说：“目标是最终大量发酵这样的药物。”。“这种方法创造了一种可靠的供应，生产成本要低得多。它没有生长季节，也不会受到干旱或洪水的影响。”

犹他州机器学习基础研究所深度蛋白质研究小组的博士后Danny Diaz开发了一种名为MutComputerX的人工智能系统，这是这一过程的关键。它确定了如何使细菌内部的蛋白质发生突变，以提高其效率和操作温度，从而最大限度地生产所需的药物化学物质

利用微生物产生有用副产品的过程并不是什么新鲜事。酿酒师使用酵母制造酒精，细菌帮助制造奶酪和酸奶。微生物发酵目前用于制造用于糖尿病治疗的某些类型的胰岛素、激素和用于多种药物（如自身免疫治疗甚至疫苗）的重组蛋白。然而，在这一过程中应用人工智能相对较新，并扩展了微生物发酵的可能性

研究小组对大肠杆菌进行了基因改造，产生了4’-O-甲基去甲贝拉丁，这是加兰他敏的化学组成部分。这种复杂分子是从水仙花中提取的一个化合物家族，在治疗癌症、真菌感染和病毒感染等疾病方面具有药用价值，但在这个家族中使用微生物发酵来制造化学物质是新的

科学家们还创造了一种荧光生物传感器，可以快速检测和分析哪些细菌产生了所需的化学物质以及产生了多少化学物质。当生物传感器，一种特殊制造的蛋白质，与研究人员想要制造的化学物质接触时，它会发出绿光

“生物传感器使我们能够在几秒钟内测试和分析样本，而以前每个样本大约需要五分钟，”该论文的第一作者、曾在UT Austin工作、现在在哈佛大学工作的博士后研究员Simon d'Oelsnitz说。“机器学习程序使我们能够轻松地将候选人从数万人缩小到数万人。总之，这些都是非常强大的工具。”