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人工智能成功预测蛋白质3D结构

2018-12-05 09:34 来源:科技日报

  谷歌“深度思维”(DeepMind)公司在著名的“阿法狗”后再出神作。据英国《卫报》在线版4日报道,在近日举办的一场国际赛事中,“深度思维”的最新人工智能(AI)——名为“阿法折叠”(AlphaFold)的程序“碾压”所有其他参赛者,成功根据基因序列预测出蛋白质的3D结构。该人工智能程序对蛋白质的理解或迎来医学进步的新时代。

  蛋白质是一切生命系统的物质基础,但其生物功能的发挥,需要蛋白质正确折叠为特定的3D结构。如折叠错误就会导致帕金森症、阿尔茨海默病等多种疾病。而蛋白质折叠非常神秘,真正理解它可以帮助人类揭开蛋白质本身的功能奥秘、有效抗击各种顽疾,并影响21世纪生态、环境等所有与生命系统相关的问题。

  鉴于此,谷歌“深度思维”将人工智能“阿法狗”转型,以解决科学上最棘手的医疗问题,开发了可预测蛋白质折叠的程序“阿法折叠”,并以该项目参加了在墨西哥坎昆举办的全球蛋白质结构预测竞赛。该竞赛一年举办两次,被称为“蛋白质折叠奥运会”,来自世界各地的研究小组参与其中。竞赛规则是根据氨基酸列表来预测蛋白质的结构,氨基酸列表会提前发送给参赛团队,答案已由复杂而昂贵的传统方法先行解开,但并未公布。

  此次人工智能“阿法折叠”首次参加比赛,就在98个参赛团队中名列榜首,准确地从43种蛋白质中预测出了25种蛋白质的结构,且与其他参赛者拉开很大差距——第二名获奖团队仅准确预测出了3种。

  而且,人工智能“阿法折叠”关注的是从零开始建模的目标结构,并不使用先前已经解析的蛋白质作为模板,其在预测蛋白质结构的物理性质上达到了高度准确性。

  总编辑圈点

  模拟化学反应、预测生化形态,都很耗费处理器的算力。大自然轻易搭建的结构,人类却要用最强的计算机,长时间运转分析。中国在超级计算机硬件上领先世界,但应用软件上还落后美国不少。人工智能让计算机在生化领域表现更出色,我们应该在这方面加大研发力度。

(责任编辑:王蔚)

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