AlphaFold即将解决生物学最大挑战之一
2021-02-23
世界科学 2021年2期

人工智能巨头DeepMind公司可能已经完成了生物学领域一项最重大也最艰难的挑战——其意义之非凡可与沃森和克里克发现DNA双螺旋结构分庭抗礼,或许将为生物医学这个学科开拓出别样洞天,将新药和疫苗研发推上全新高度。
DeepMind实现了什么?“通过人工智能预测蛋白质的结构”,这项成就乍一看似乎显得不那么出挑,但要知道生物学家数十载冥思苦索依旧难在预测蛋白质三维形状方面有所突破,而且业内蛋白折叠方面的各种疑难问题正越积越多。另一方面,艰涩的蛋白折叠又无比有用,“众包游戏”用得上它,“全球竞争”中有其身影,拿诺贝尔奖的计算生物学家更是靠它构建着生命的基本模型。由此看来,DeepMind的这次大飞跃非比寻常,而其核心在于强大的AI算法,人称AlphaFold的折叠大师,利用其深度学习能力,在“蛋白质结构预测关键评估”(CASP挑战赛,每两年举办一次)中展现了神乎其技的预测妙法,获得92.4分的平均分,其中预测复杂蛋白质的能力评分高达87分,将百大竞争对手通通挑落马下——更关键的是,AlphaFold还有能力预测部分复杂细胞膜蛋白(尤其是古细菌膜蛋白)的结构。
我们正处于转折点。CASP的联合创始人、来自美国马里兰大学的约翰·莫尔特(John Moult)博士在接受《自然》(Nature)杂志采访时表示:“从某种意义上说,问题已经解决了。”
美国哥伦比亚大学的穆罕默德·阿奎莱希(Mohammed AlQuraishi)博士也参加了CASP,他毫不吝啬地向《自然》杂志表达了对AlphaFold的赞美:“这是顶级的技术突破,绝对是我这辈子见证的最重大的科学成果之一。……
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