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谷歌新程序“阿法折疊”碾壓四方成功預測蛋白質3D結構

2018-12-05 08:45

谷歌“深度思維”（DeepMind）公司在著名的“阿法狗”后再出神作。據英國《衛(wèi)報》在線版4日報道，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，成功根據基因序列預測出蛋白質的3D結構。該人工智能程序對蛋白質的理解或迎來醫(yī)學進步的新時代。

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

鑒于此，谷歌“深度思維”將人工智能“阿法狗”轉型，以解決科學上最棘手的醫(yī)療問題，開發(fā)了可預測蛋白質折疊的程序“阿法折疊”，并以該項目參加了在墨西哥坎昆舉辦的全球蛋白質結構預測競賽。該競賽一年舉辦兩次，被稱為“蛋白質折疊奧運會”，來自世界各地的研究小組參與其中。競賽規(guī)則是根據氨基酸列表來預測蛋白質的結構，氨基酸列表會提前發(fā)送給參賽團隊，答案已由復雜而昂貴的傳統(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個參賽團隊中名列榜首，準確地從43種蛋白質中預測出了25種蛋白質的結構，且與其他參賽者拉開很大差距——第二名獲獎團隊僅準確預測出了3種。

而且，人工智能“阿法折疊”關注的是從零開始建模的目標結構，并不使用先前已經解析的蛋白質作為模板，其在預測蛋白質結構的物理性質上達到了高度準確性。

模擬化學反應、預測生化形態(tài)，都很耗費處理器的算力。大自然輕易搭建的結構，人類卻要用最強的計算機，長時間運轉分析。中國在超級計算機硬件上領先世界，但應用軟件上還落后美國不少。人工智能讓計算機在生化領域表現更出色，我們應該在這方面加大研發(fā)力度。