谷歌Deepmind稱解決蛋白質(zhì)折疊難題 或加速藥物研發(fā)

據(jù)報道，Alphabet旗下人工智能公司DeepMind開發(fā)了一款軟件，可以準(zhǔn)確預(yù)測蛋白質(zhì)在幾天時間里會折疊成什么樣的結(jié)構(gòu)，從而解決了過去50年的一項“重大挑戰(zhàn)”。這可能為更好地了解疾病和藥物研發(fā)鋪平道路。

每個活細(xì)胞體內(nèi)都有成千上萬種不同的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)也是細(xì)胞生存的基礎(chǔ)。預(yù)測蛋白質(zhì)如何折疊非常重要，因為這決定了蛋白質(zhì)的性質(zhì)。幾乎所有疾病，包括癌癥和老年癡呆癥，都與蛋白質(zhì)的功能有關(guān)。

歐洲生物信息學(xué)研究所的珍妮特·桑頓（Dame Janet Thornton）教授表示：“蛋白質(zhì)是最美麗的結(jié)構(gòu)。準(zhǔn)確預(yù)測蛋白質(zhì)的折疊非常具有挑戰(zhàn)性，多年來一直困擾著很多人。”

DeepMind的AlphaFold人工智能系統(tǒng)參加了一項由“結(jié)構(gòu)預(yù)測關(guān)鍵評估”組織（CASP）舉辦的比賽。該組織的目標(biāo)是，圍繞如何計算蛋白質(zhì)分子三維結(jié)構(gòu)的問題，更快地尋找解決方案。

CASP在過去25年中一直在關(guān)注這個領(lǐng)域的進(jìn)展，該組織的評價方式是將參賽者提供的解決方案與“黃金試驗標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行對比。本周一，該組織表示，DeepMind的AlphaFold系統(tǒng)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方面表現(xiàn)出了無與倫比的準(zhǔn)確性。

CASP主席約翰·墨爾特（John Moult）教授表示：“DeepMind已經(jīng)取得領(lǐng)先。計算機科學(xué)領(lǐng)域長達(dá)50年的重大挑戰(zhàn)在很大程度上已得到解決。對于藥物設(shè)計，以及蛋白質(zhì)設(shè)計等新興領(lǐng)域，這都將產(chǎn)生重大影響。”

DeepMind大約有1000名員工，但幾乎沒有任何收入。谷歌母公司Alphabet為支持該公司投入了巨額成本。不過，DeepMind已經(jīng)與Facebook人工智能實驗室、微軟和OpenAI等實體一起，成為了全球人工智能競賽的領(lǐng)先者之一。

谷歌CEO桑達(dá)爾·皮查伊（Sundar Pichai）在Twitter上為此次突破點贊。DeepMind聯(lián)合創(chuàng)始人及CEO德米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）則表示：“DeepMind背后的終極愿景一直是構(gòu)建通用人工智能，利用通用人工智能來極大地加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)的步伐，幫助我們更好地了解周圍世界。”

谷歌2014年以6億美元的價格收購了DeepMind。該公司以圍棋人工智能AlphaGo而聞名。不過該公司一直表示，希望能在科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更大的影響力。

哈薩比斯說：“游戲是很好的試驗平臺，有助于高效地開發(fā)和測試通用算法。但我們希望，未來某天這些算法能應(yīng)用到現(xiàn)實世界，例如去解決科學(xué)問題。我們認(rèn)為，AlphaFold是證明這個邏輯的第一步。這些算法現(xiàn)在正變得足夠成熟和強大，能夠應(yīng)用于真正具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題。”

DeepMind早在2018年就參加了CASP蛋白質(zhì)折疊比賽，取得的結(jié)果相當(dāng)不錯。但AlphaFold負(fù)責(zé)人約翰·姜普（John Jumper）當(dāng)時認(rèn)為，要想產(chǎn)出“真正具有生物學(xué)相關(guān)性，或在實驗上有競爭力”的成果，還有一段路要走。

今年的比賽對DeepMind來說也并非一帆風(fēng)順。姜普表示，DeepMind在3個月時間里毫無進(jìn)展。“我們坐在那里，擔(dān)心是否已經(jīng)耗盡了數(shù)據(jù)。”即使比賽結(jié)束日期臨近，姜普及其團(tuán)隊也還在擔(dān)心，他們可能出了錯。他說：“機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)總是會出各種錯誤。”

不過，他們的努力已經(jīng)獲得了回報。姜普表示：“我們真的認(rèn)為，我們開發(fā)了一個系統(tǒng)，為實驗生物學(xué)家提供正確、可操作的信息。你想要尋找這樣的結(jié)構(gòu)是因為，你想要去理解大自然，隨后去提出更多的問題。我們認(rèn)為，我們開發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)可以真正幫助人們?nèi)プ龅竭@一點。”

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