半個世紀以來，科學家一直在尋找解決“蛋白質折疊問題”的方法。這是生物學領域的一項重大挑戰，難倒了幾代科學家。但現在，人工智能（AI）解決了這一問題。據《自然》雜志1日發表的論文，包括美國華盛頓大學、倫斯勒理工學院和哈佛大學的研究人員在內的研究小組描述了一種升級的阿爾法折疊系統，該系統由深度思維（DeepMind）公司開發，會“構想”出具有穩定結構的新蛋白質(zhi)。

神經(jing)網絡(luo)“構(gou)想”的新(xin)蛋白質結構(gou)。

圖片來(lai)源：美國倫斯勒理工(gong)學院

研(yan)究人員表示，這是AI網絡在解決生(sheng)物學領域最大的(de)挑戰之一——根(gen)據(ju)氨基酸序列確定蛋白(bai)質三維（3D）結構方面取得的(de)巨大飛躍，是生(sheng)命科學和(he)醫學的(de)福音，極大地促進(jin)了(le)人們對細胞(bao)基本(ben)結構的(de)理解，并將推動更快(kuai)、更先進(jin)的(de)藥物制造進(jin)程。

蛋(dan)白(bai)質(zhi)存在于(yu)每個細胞(bao)中(zhong)，是一種線(xian)狀分(fen)子(zi)，會自發折(zhe)(zhe)疊(die)成復雜(za)的(de)(de)(de)3D形(xing)狀，其形(xing)狀與功能密切相關。例如(ru)，抗體蛋(dan)白(bai)折(zhe)(zhe)疊(die)的(de)(de)(de)形(xing)狀能使(shi)它(ta)們精(jing)確(que)識別和(he)(he)瞄準(zhun)特定(ding)的(de)(de)(de)異(yi)物(wu)(wu)，就(jiu)像(xiang)一把鑰匙插(cha)入鎖中(zhong)一樣。在細胞(bao)發育、DNA修(xiu)復和(he)(he)新陳代謝等幾乎所有生物(wu)(wu)學過程中(zhong)，這種折(zhe)(zhe)疊(die)非常關鍵(jian)。因此，了(le)解蛋(dan)白(bai)質(zhi)折(zhe)(zhe)疊(die)結構對于(yu)了(le)解生物(wu)(wu)體的(de)(de)(de)功能以及最終生命的(de)(de)(de)運作方(fang)式至關重要。

然而，蛋白質(zhi)根據其氨基酸序列(lie)可(ke)能折疊成的(de)(de)不(bu)同構(gou)(gou)型的(de)(de)數(shu)量是個天文數(shu)字。在阿爾(er)法折疊出現之前，科學家只知(zhi)道人(ren)體大約2萬種蛋白質(zhi)中約17%的(de)(de)3D結構(gou)(gou)。已(yi)知(zhi)的(de)(de)蛋白質(zhi)結構(gou)(gou)是幾十年來科學家在實驗室里(li)通過(guo)X射線結晶學和(he)核磁共振等方(fang)法煞費(fei)苦(ku)心(xin)計算出來的(de)(de)，這些(xie)方(fang)法需(xu)要數(shu)百萬美元的(de)(de)設備和(he)數(shu)月乃至數(shu)年的(de)(de)反(fan)復(fu)試驗。近年來，神經(jing)網絡(luo)和(he)深度學習等AI技術使(shi)這項工(gong)作(zuo)的(de)(de)準確性發生了革命(ming)性變化。

蛋白質的(de)功能(neng)由其3D結構決定(ding)。

圖片來(lai)源(yuan)：深度思維（DeepMind）