ReactionAtlas: ИИ строит карту 47 000 химических реакций для поиска истоков жизни
Учёные разработали алгоритм, который без ручных правил и перебора всех вариантов восстанавливает граф химических реакций — от катализа до процессов, ведущих к возникновению жизни. Инструмент получил название ReactionAtlas, и его описание опубликовано в репозитории arXiv.
В основе ReactionAtlas лежит комбинация генеративной модели и обученного на квантово-химических данных силового поля машинного обучения (MLFF). Первая часть предлагает возможные реакции из кинетически отобранных молекул, вторая — проверяет, является ли переходное состояние (TS) реальным и энергетически допустимым.
Стартовав всего с восьми пребиотических молекул-затравок (формальдегид, вода, ионы и т.д.), система построила сеть из 12 318 соединений и 47 489 реакций. Для 85 % переходных состояний отклонение геометрии от эталонных расчётов PBE0 составило менее 0,5 ангстрема, а при необходимости точность легко повышается до уровня PBE0.
Разработка охватывает химию малых углеводов вплоть до C?H?O?, включая заряд и стереоинформацию. Это позволило детально проанализировать формыновый цикл — одну из ключевых гипотез абиогенного синтеза сахаров. ReactionAtlas не только подтвердил известные пути, но и выявил альтернативные маршруты для формозной химии.
По мнению авторов, такой подход открывает новые возможности для изучения реакционных сетей в сложных химических системах — от катализа до космохимии, — где традиционные методы (например, DFT) слишком медлительны и требуют готовых реагентов и продуктов.
