Nature述评 | 郭天南团队：如何构建虚拟细胞？以酵母为例

背景：真实细胞内部包含多层级复杂过程，传统模型难以全面解释和验证。研究目的：西湖大学郭天南团队联合多家机构在Nature发表述评，提出以酿酒酵母为例，构建一个由AI驱动的虚拟细胞系统，旨在理解、模拟、预测真核细胞行为并实现理性重设计。结论：文章提出了模块化、可迭代的“虚拟酵母”框架，将细胞划分为八个功能模块（如代谢、遗传枢纽），通过结合先验知识、空间结构和动态扰动数据，利用表征学习和生成模型构建AI智能体。系统采用闭环主动学习策略，模型预测与实验验证相互迭代，优先验证不确定性高的条件以优化模型。以代谢与合成生物学模块为例，展示了预测代谢通量并指导产物优化的潜力。该框架强调实用性和可迁移性，预计5-10年内可整合为完整系统，未来可推广至人体细胞等复杂生命系统，服务于基础科学和工业应用。