AlphaFold蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測擊敗人類, AI前途不可限量

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來源：生物探索

2019-05-21

2018年12月2日，AlphaFold在第13屆全球蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測競賽中擊敗了所有對手，成功根據(jù)基因序列預(yù)測了生命基本大分子——蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。

講到人工智能（AI），可能在大多數(shù)人腦海里首先想到的是谷歌的AlphaGo。2017年圍棋人機大戰(zhàn)仿佛就在昨天，世界排名第一的天才圍棋少年柯潔敗北絕望痛哭“我贏不了”。人工智能讓人類真真切切的感受到了自己的強大。

而在生命科學(xué)領(lǐng)域，AlphaGo的“孿生兄弟”AlphaFold也讓世界為之顫抖。2018年12月2日，AlphaFold在第13屆全球蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測競賽中擊敗了所有對手，成功根據(jù)基因序列預(yù)測了生命基本大分子——蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。

#關(guān)于蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生命活動的主要承擔(dān)者，可以說沒有蛋白質(zhì)也就沒有生命。蛋白質(zhì)具有一級、二級、三級、四級結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)決定了其功能。所以想要定制蛋白質(zhì)就要知道它的確切結(jié)構(gòu)。

然而，蛋白質(zhì)折疊一度被列入“21世紀的生物物理學(xué)”重要課題，是分子生物學(xué)奉為規(guī)范的中心法則都尚未解決的重大生物學(xué)問題。直到美國NIH的Christian Anfinsen博士因為發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)不需要其他幫助就可以自發(fā)地完成蛋白質(zhì)折疊的過程，人類對蛋白質(zhì)乃至生命密碼的解析才更近了一步。Christian Anfinsen博士因此獲得了1972年的諾貝爾化學(xué)獎。

2017年，美國科羅拉多大學(xué) JILA物理研究中心的生物物理學(xué)家們通過對蛋白質(zhì)折疊更細致地測量后發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的折疊過程比科學(xué)家們曾經(jīng)的預(yù)測更為復(fù)雜。就在人類對生命孜孜以求的同時，人工智能迎頭趕超，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的“奧林匹克競賽”上，AlphaFold力壓人類奪得冠軍, 將漫長費力的預(yù)測過程縮短至幾小時。

#AI時代已經(jīng)到來

以目前性能最強悍的超級計算機每秒運算速度峰值可達20億億次，科學(xué)家們對蛋白質(zhì)折疊的模擬計算仍有可能耗費數(shù)年乃至數(shù)十年的時間。但是AI能夠更快的做到，而且出錯更少。所以當AI應(yīng)用到生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域時，臨床研究速率、新藥研發(fā)、成本等都將大大的降低，患者所要承擔(dān)的成本和痛苦也隨之而降，越來越多的人都將從中受益。

其實，目前AI已經(jīng)在醫(yī)療健康領(lǐng)域有不少的應(yīng)用成功案例，比如新藥研發(fā)、輔助疾病診斷、健康管理、醫(yī)學(xué)影像、臨床決策支持、醫(yī)院管理、便攜設(shè)備、康復(fù)醫(yī)療和生物醫(yī)學(xué)研究等等。

在剛剛落幕的2019年春季CMEF大會上，AI在傳統(tǒng)的醫(yī)療、產(chǎn)品、器械面前大放異彩。AI用它強大的數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)、診斷、預(yù)測、規(guī)范分析能力再一次向世人充分的展示出其廣闊的前景，AI終將在人類社會的各個領(lǐng)域變得不可替代，在生命科學(xué)以及醫(yī)療方面，人工智能也將從一個輔助手段變成中流砥柱，造福人類。

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