※本ブログは、BIOVIA Blog （英語版）で先に公開されたブログの日本語参考訳です。
BIOVIAの Generative Therapeutics Design (GTD) は、人工知能（AI）を用いて、一連の初期分子と標的特性から出発し、化学空間を探索することで、非常に有望な分子候補を生成する最先端のソリューションです。 （ Gilead社との最近の共同論文 publication with Gilead をご覧ください。）
GTDは、分子の生成と選別を繰り返すことでこれらの候補を洗練させていきますが、その進化の過程は不透明で複雑な場合があります。
化学空間の理解
実験で探索された化学空間をより深く理解し、新しい分子候補の起源を説明するために、新しい可視化機能が開発されました。この機能は「系統樹」と呼ばれ、分子の変遷履歴をインタラクティブなグラフィカル表示で提供します。AngularとD3.jsを使用して構築されたこの機能は、分子設計プロセスの透明性と解釈性を向上させることを目的としています。
このコンポーネントは、各化合物の詳細ビュー内に専用の可視化タブとして統合されています。分子を選択すると、系統樹が動的に生成され、その分子を中心に表示されるため、ユーザーは分子の起源をたどり、その系統に沿って関連する分子を表示できます。ノードをクリックすると、構造 表現、変遷の詳細、特性値、性能スコアなどの関連する分子情報にアクセスできます。
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系図の可視化
系図として表示される系統ツリーは、ユーザーが入力した化合物から始まり、複数の変換ステップを経て分子がどのように生成されたかを示します。系統ツリーの各ノードは分子を表し、各エッジはGTD生成エンジンによって行われた変更に対応し、以前の候補から新しい候補が生成されます。視覚化では、左から右へと進み、入力分子はルートノードとして表され、枝はGTDが探索したさまざまな経路を示し、図の右端に最終構造が表示されます。
単に分子の生成過程を示すだけでなく、ペディグリーツリーは探索経路全体をより包括的に把握することを可能にします。有望な設計方向だけでなく、成功しなかった分岐、つまり評価の高い分子が生成されなかったケースも特定するのに役立ちます。この可視性により、フィルター設定や適用範囲によって探索が阻害されている箇所を特定できます。また、どの入力分子クラスが徹底的に探索され、どのクラスがすぐに競合に負けてしまったのかも明確になります。
要約すると、系統ツリーはGTDにおける分子進化プロセスを理解しようとするすべての人にとって強力なツールです。複雑な実験結果を明確にし、その後のGTD実験の設計とパラメータ設定をより的確に行うことを可能にします。
Leo BleicherLeo Bleicher is the Director of Bioscience and Scientific Informatics Development at BIOVIA in San Diego. He spent two decades working as a medicinal chemist, cheminformatics and drug discovery information scientist before joining BIOVIA in 2012.
Damien LegrandDamien Legrand is currently pursuing a Master’s degree in Computer Science with a focus on Data / Artificial Intelligence at Institute Polytechnique de Paris. He recently completed a 5-month internship with the Bioscience Software Development team at BIOVIA headquarters in San Diego California. Outside of work he is an avid player of basketball and other sports and bring a competitive spirit both on the court and when tackling problems at work.