DeepMind 解決蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測難題

谷歌人工智能部門DeepMind在預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)方面邁出了一大步。公司表示，DeepMind開發(fā)的AlphaFold系統(tǒng)已經(jīng)解決了關(guān)鍵的“蛋白質(zhì)折疊問題”，并將解決問題的運(yùn)算時間從數(shù)月縮短至數(shù)小時，這有助于加快藥物發(fā)現(xiàn)速度，有可能破解一個類似于繪制人類基因組的問題。AlphaFold可以在原子級范圍內(nèi)預(yù)測蛋白質(zhì)的形狀。這一突破將幫助科學(xué)家設(shè)計藥物和了解疾病。

蛋白質(zhì)的不同折疊程度決定了它如何與其他分子相互作用，了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化對發(fā)現(xiàn)新冠肺炎等病毒如何侵入人體細(xì)胞、設(shè)計酶分解污染物和提高作物產(chǎn)量具有重要意義。取名AlphaFold作為蛋白質(zhì)研究團(tuán)隊的名稱，DeepMind解釋，F(xiàn)old這個英文單詞就有「折疊」的意思，就是以AI技術(shù)破解蛋白質(zhì)折疊這一項科學(xué)的技術(shù)研究。

DeepMind最著名的AI人工智能產(chǎn)品是AlphaGo，AlphaGo在2016年以比分為1：4首次擊敗韓國圍棋冠軍李世石，后來又在「線上快棋對決」橫掃中日韓頂尖棋手，創(chuàng)下60勝0負(fù)1平手的成績，連圍棋等級分排名世界第一的中國選手柯潔也是手下敗將。

因新冠肺炎爆發(fā)帶來的疫情，DeepMind另外一支AI人工智能團(tuán)隊AlphaFold，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)等AI技術(shù)用于未知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析，此次就新冠病毒做了大量的基礎(chǔ)研究，并開放獲得的基因組數(shù)據(jù)，這基因組數(shù)據(jù)可以使研究人員快速開發(fā)針對病毒的測試療法。

DeepMind表示，AlphaFold使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測物理特性，這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過訓(xùn)練可以從蛋白質(zhì)的基因序列中預(yù)測蛋白質(zhì)的特性，例如氨基酸對之間的距離、連接這些氨基酸的化學(xué)鍵之間的角度等， 會調(diào)整結(jié)構(gòu)以找到最高效的氨基酸排布。首次的預(yù)測使用較多的時間，程序花了兩周時間才預(yù)測出第一個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在只需幾個小時就能將其預(yù)測出來。