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谷歌新程序“阿法折疊”碾壓四方 成功預(yù)測蛋白質(zhì)3D結(jié)構(gòu)

谷歌“深度思維”(DeepMind)公司在著名的“阿法狗”后再出神作。據(jù)英國《衛(wèi)報(bào)》在線版4日報(bào)道,在近日舉辦的一場國際賽事中,“深度思維”的最新人工智能(AI)——名為“阿法折疊”(AlphaFold)的程序“碾壓”所有其他參賽者,成功根據(jù)基因序列預(yù)測出蛋白質(zhì)的3D結(jié)構(gòu)。該人工智能程序?qū)Φ鞍踪|(zhì)的理解或迎來醫(yī)學(xué)進(jìn)步的新時代。

蛋白質(zhì)是一切生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),但其生物功能的發(fā)揮,需要蛋白質(zhì)正確折疊為特定的3D結(jié)構(gòu)。如折疊錯誤就會導(dǎo)致帕金森癥、阿爾茨海默病等多種疾病。而蛋白質(zhì)折疊非常神秘,真正理解它可以幫助人類揭開蛋白質(zhì)本身的功能奧秘、有效抗擊各種頑疾,并影響21世紀(jì)生態(tài)、環(huán)境等所有與生命系統(tǒng)相關(guān)的問題。

鑒于此,谷歌“深度思維”將人工智能“阿法狗”轉(zhuǎn)型,以解決科學(xué)上最棘手的醫(yī)療問題,開發(fā)了可預(yù)測蛋白質(zhì)折疊的程序“阿法折疊”,并以該項(xiàng)目參加了在墨西哥坎昆舉辦的全球蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測競賽。該競賽一年舉辦兩次,被稱為“蛋白質(zhì)折疊奧運(yùn)會”,來自世界各地的研究小組參與其中。競賽規(guī)則是根據(jù)氨基酸列表來預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),氨基酸列表會提前發(fā)送給參賽團(tuán)隊(duì),答案已由復(fù)雜而昂貴的傳統(tǒng)方法先行解開,但并未公布。

此次人工智能“阿法折疊”首次參加比賽,就在98個參賽團(tuán)隊(duì)中名列榜首,準(zhǔn)確地從43種蛋白質(zhì)中預(yù)測出了25種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),且與其他參賽者拉開很大差距——第二名獲獎團(tuán)隊(duì)僅準(zhǔn)確預(yù)測出了3種。

而且,人工智能“阿法折疊”關(guān)注的是從零開始建模的目標(biāo)結(jié)構(gòu),并不使用先前已經(jīng)解析的蛋白質(zhì)作為模板,其在預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)上達(dá)到了高度準(zhǔn)確性。

模擬化學(xué)反應(yīng)、預(yù)測生化形態(tài),都很耗費(fèi)處理器的算力。大自然輕易搭建的結(jié)構(gòu),人類卻要用最強(qiáng)的計(jì)算機(jī),長時間運(yùn)轉(zhuǎn)分析。中國在超級計(jì)算機(jī)硬件上領(lǐng)先世界,但應(yīng)用軟件上還落后美國不少。人工智能讓計(jì)算機(jī)在生化領(lǐng)域表現(xiàn)更出色,我們應(yīng)該在這方面加大研發(fā)力度。

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