里程碑式突破！谷歌旗下AI公司DeepMind破解了幾乎所有已知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

每經(jīng)記者 蔡鼎    每經(jīng)編輯 高涵    

人工智能（AI）為人類帶來又一里程碑式的突破。

據(jù)《衛(wèi)報(bào)》7月28日?qǐng)?bào)道，近日，谷歌（GOOGL，股價(jià)114.22美元，市值1.49萬億美元）旗下人工智能公司DeepMind進(jìn)一步破解了幾乎所有已知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，其AlphaFold算法構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫中如今包含了超過2億種已知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，為開發(fā)新藥物或新技術(shù)來應(yīng)對(duì)饑荒或污染等全球性挑戰(zhàn)鋪平了道路。

蛋白質(zhì)是生命的基石，由氨基酸鏈組成，并折疊成復(fù)雜的形狀，其3D結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了其功能。一旦人類知道蛋白質(zhì)是如何折疊的，就可以了解其工作原理，以及如何改變其行為。盡管DNA提供了制造氨基酸鏈的指令，但預(yù)測(cè)它們?nèi)绾蜗嗷プ饔眯纬?D形狀卻非常棘手，而直到最近，科學(xué)家們也只破譯了科學(xué)界已知的2億種蛋白質(zhì)中的一小部分，這也讓AlphaFold算法破譯幾乎已知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的能力顯得彌足珍貴。

去年，DeepMind首次開始通過與歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（EMBL）合作建立的數(shù)據(jù)庫公開發(fā)布AlphaFold的預(yù)測(cè)結(jié)果，這套初始數(shù)據(jù)庫包括所有人類蛋白質(zhì)的98%。

DeepMind在一份聲明中表示，現(xiàn)在，該數(shù)據(jù)庫正在擴(kuò)大到2億多個(gè)結(jié)構(gòu)，幾乎涵蓋了地球上所有已進(jìn)行過基因組測(cè)序的生物體。

DeepMind的創(chuàng)始人兼CEO德米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）稱，“自從人工智能創(chuàng)造出這個(gè)強(qiáng)大的新工具之后，用戶現(xiàn)在查找蛋白質(zhì)的3D結(jié)構(gòu)幾乎就像在谷歌搜索關(guān)鍵字一樣容易。這為AlphaFold開辟了巨大的空間，對(duì)重要科學(xué)問題產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，如可持續(xù)性、糧食安全和被忽視的疾病。我們現(xiàn)在正處于數(shù)字生物學(xué)新紀(jì)元的開端。”

圖片來源：DeepMind官網(wǎng)

DeepMind人工智能科學(xué)負(fù)責(zé)人普什米特·科利（Pushmeet Kohli）在一份聲明中表示，“我們認(rèn)為，AlphaFold（構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫）是迄今為止人工智能對(duì)推進(jìn)科學(xué)發(fā)展做出的最重要的貢獻(xiàn)。”

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者注意到，其實(shí)科學(xué)家們此前就已經(jīng)在使用AlphaFold早期的一些預(yù)測(cè)來幫助開發(fā)新的藥物。今年5月份，英國(guó)牛津大學(xué)馬修·希金斯（Matthew Higgins）教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員宣布，他們?cè)褂肁lphaFold的模型來幫助確定一個(gè)關(guān)鍵的瘧疾寄生蟲蛋白的結(jié)構(gòu)，并找出可以阻止寄生蟲傳播的抗體可能結(jié)合的位置。

希金斯教授稱，“之前，我們一直在使用一種叫做蛋白質(zhì)晶體的技術(shù)來計(jì)算這種分子的結(jié)構(gòu)，但由于這種分子非常不穩(wěn)定，到處移動(dòng)，我們便無法掌握其結(jié)構(gòu)。當(dāng)我們把AlphaFold模型與試驗(yàn)證據(jù)結(jié)合起來時(shí)，突然間一切都說得通了。這一發(fā)現(xiàn)將用于設(shè)計(jì)并改進(jìn)疫苗，以誘導(dǎo)最有效的阻斷病毒的抗體。”

此外，英國(guó)樸茨茅斯大學(xué)酶創(chuàng)新中心的科學(xué)家們也在使用AlphaFold的模型，以識(shí)別自然界中可以被調(diào)整用來消化和回收塑料的酶。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的約翰·麥吉漢（John McGeehan）教授稱，“我們花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來瀏覽這個(gè)龐大的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)了一系列我們從未見過的、能夠真正分解塑料的新3D形狀。這是一個(gè)巨大的成功。（AlphaFold的模型）可以加快我們的研究，有助于我們將這些寶貴的資源用于重要的研究。”

歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室歐洲生物信息學(xué)研究所的組長(zhǎng)和高級(jí)科學(xué)家珍妮特·桑頓（Janet Thornton）教授也指出，“AlphaFold蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)已經(jīng)被用于許多方面。我預(yù)計(jì)，這次最新的進(jìn)展將在未來的幾個(gè)月和幾年里引發(fā)大量新的、驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，這一切都?xì)w功于數(shù)據(jù)是公開的，供所有人使用。”

封面圖片來源：攝圖網(wǎng)-401048150