科研成果:AI破解蛋白质折叠,50年难题终落幕
你相信吗?一个困扰了生物学家50多年的难题,居然被AI给端了。对,就是那个——蛋白质折叠。说实话,这事儿比你想的要离奇。蛋白质,生命的基本零件,它怎么折叠成特定形状,决定了它怎么干活。如果折叠错了,阿尔茨海默、帕金森就找上门。过去,科学家为了看清一个蛋白质的结构,得花上数年时间,用X射线晶体学,简直是大海捞针。
蛋白质三维结构折叠示意图
你看,多复杂。但AI说,我来。
2020年底,DeepMind的AlphaFold2抛出一颗炸弹。它预测的结构,跟实验结果几乎一模一样。我当时看到那些对比图,起了鸡皮疙瘩。太准了,准得吓人。整个生物学界都炸了。你知道吗,这玩意儿用的是深度学习,把蛋白质里氨基酸之间的相互作用算得明明白白。几百个氨基酸,怎么扭,怎么转,它几小时就搞定。而以前,一个博士五年都不一定搞得定。
AI辅助药物研发流程图
当然,也有人吐槽,现在发论文,不在标题里加个“AI”都不好意思投出去。有时候纯粹是障眼法,用AI画个饼,结果啥也落不了地。这股风潮,跟元宇宙那阵儿挺像。不过话说回来,蛋白质折叠这个是真家伙,不是概念股。
蛋白质三维结构折叠示意图
你看,多复杂。但AI说,我来。
2020年底,DeepMind的AlphaFold2抛出一颗炸弹。它预测的结构,跟实验结果几乎一模一样。我当时看到那些对比图,起了鸡皮疙瘩。太准了,准得吓人。整个生物学界都炸了。你知道吗,这玩意儿用的是深度学习,把蛋白质里氨基酸之间的相互作用算得明明白白。几百个氨基酸,怎么扭,怎么转,它几小时就搞定。而以前,一个博士五年都不一定搞得定。
AlphaFold:从突然杀出到屠榜
其实早在2018年,AlphaFold第一代就在CASP竞赛上拿了冠军,但准确率还不够实用。两年后,AlphaFold2直接封神。怎么做到的?有人说,它就是披着AI外衣的物理学家,把进化的信息、物理的能量都揉进去。 它预测了人体几乎所有蛋白质的结构,超过2亿个 ,还公开了数据库。这魄力,你品,你细品。现在全世界的科学家都在用这个数据库找药靶点。比如疟疾、抗生素耐药,甚至新冠那会儿也用了。 但是,别急着跪。这玩意儿也有软肋。碰到那些乱糟糟的、不成型的蛋白质片段,它就开始胡说八道。还有,预测了结构,不代表你就懂了功能——就像你知道了一辆车的所有零件长啥样,但发动机怎么点火,还是玄学。诺奖加冕,是实至名归还是捧杀?
2024年的诺贝尔化学奖,一半给了AlphaFold的开发者,另一半给了蛋白质设计的另一位大佬。消息一出,朋友圈刷屏。搞计算的乐疯了,觉得终于扬眉吐气。搞实验的,有的酸溜溜:以后我们是不是要失业了?说实话,这种焦虑不无道理。但更多的是兴奋。 人机协作,可能是未来科学研究的终极形态 。你想想,过去筛一个靶点,合成上万种化合物,现在AI直接预测结合位点,让化学家少走80%的弯路。
AI辅助药物研发流程图
当然,也有人吐槽,现在发论文,不在标题里加个“AI”都不好意思投出去。有时候纯粹是障眼法,用AI画个饼,结果啥也落不了地。这股风潮,跟元宇宙那阵儿挺像。不过话说回来,蛋白质折叠这个是真家伙,不是概念股。