谷歌（Google）旗下的人工智能團(tuán)隊(duì)DeepMind所開發(fā)的AlphaFold系統(tǒng)日前在世界蛋白質(zhì)模型預(yù)測競賽中排名第一。蛋白質(zhì)折疊模型的準(zhǔn)確預(yù)測，對攻克人類多種疾病有重要意義。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的圍棋人工智能系統(tǒng)AlphaGo曾在兩年前擊敗所有來自世界各國的人類棋王。

蛋白質(zhì)折疊（protein folding）是蛋白質(zhì)獲得其功能性結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的過程。通常蛋白質(zhì)自然呈能量高效狀態(tài)，但有時(shí)會出現(xiàn)錯誤。像糖尿病、帕金森氏病、老年失智（Alzheimer’s disease）癥等都與蛋白質(zhì)出錯相關(guān)。

如果科學(xué)家能從其化學(xué)成分準(zhǔn)確預(yù)測蛋白質(zhì)的三維構(gòu)象，就能設(shè)計(jì)治療各種疾病的新蛋白質(zhì)，還能解決很多棘手問題，比如分解現(xiàn)在嚴(yán)重的塑料污染等。

然而要獲得蛋白質(zhì)三維構(gòu)象猶如一個(gè)破譯密碼的過程，需要耗費(fèi)研究者們很長的時(shí)間。這種情況下，人工智能往往是人類的好幫手。

由美國常規(guī)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所（NIGMS）出資的“結(jié)構(gòu)預(yù)測關(guān)鍵評估”大賽（CASP）是一年兩次的預(yù)測蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)的奧林匹克賽，吸引著世界各地研究團(tuán)隊(duì)的參與。

在為期數(shù)月的競賽期間，組織方每幾天向參加的團(tuán)隊(duì)發(fā)去一些氨基酸清單，參與者從這些氨基酸預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。這些“考題”是近期通過傳統(tǒng)的方法，耗費(fèi)了大量的人力物力資源才得到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

上周末在墨西哥坎昆（Cancun），競賽舉辦方宣布谷歌的人工智能系統(tǒng)AlphaFold在98個(gè)參與團(tuán)隊(duì)中積分排名第一。AlphaFold準(zhǔn)確預(yù)測了43種蛋白質(zhì)中25個(gè)的結(jié)構(gòu)；排名第二的團(tuán)隊(duì)預(yù)測了其中3個(gè)。

AlphaFold以其先進(jìn)的算法，花了兩周時(shí)間破譯第一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但之后每個(gè)只需數(shù)小時(shí)時(shí)間。

英國學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)中積分最高的英國雷丁大學(xué)（University of Reading）小組的領(lǐng)隊(duì)研究員Liam McGuffin說：“預(yù)測任何蛋白質(zhì)折疊形狀的能力很重要，對解決21世紀(jì)很多問題有重要作用，對健康、生態(tài)、環(huán)境和任何生命系統(tǒng)相關(guān)的問題都有影響?！?/p>

McGuffin還說，包括他們在內(nèi)很多團(tuán)隊(duì)多年來都在研究人工智能在這個(gè)領(lǐng)域的使用，他認(rèn)為這個(gè)領(lǐng)域有望在本世紀(jì)20年代征服蛋白質(zhì)預(yù)測問題。