阿爾法狗的親兄弟攻克五十年醫學難題,自然雜誌:它將改變一切

2020-12-05 尚學堂java學院

「它將改變一切」。

這是《Nature》雜誌對它的評價,它是AlphaFold,一個由DeepMind開發出的人工智慧程序,與曾經掃蕩圍棋界的AlphaGo來自同一家公司,而這一次DeepMind又帶給世界一個驚喜,AlphaFold在預測蛋白質3D結構的摺疊方法中 得到了突破。

蛋白質是生命的重要組成,可以說是構成生命的基礎之一,與細胞組織息息相關。而蛋白質的3D結構是蛋白質組成的關鍵參數,結構會直接影響到蛋白質的功能,一條完整的胺基酸序列只有按照正確的方式摺疊才能夠得到想要的蛋白質。

上個世紀六十年代以來,生物學家們發現了蛋白質的胺基酸序列之後,便一直在探索蛋白質3D結構的摺疊方法,無奈所需要的計算量實在太過龐大,美國生物化學家克裡斯迪安·安芬森大致估算出蛋白質的摺疊方式需要以億為單位計算。而若是不使用計算的方式,那就只有通過冷凍電子顯微鏡、核磁共振和X 射線晶體學等繁瑣的實驗方法來得到摺疊方法,如今通過實驗方法已經得到了17萬種蛋白質序列與結構,但這始終是個「笨辦法」,所以人們始終在追求實用計算的方法得到蛋白質的結構。

但龐大的計算量一度讓生物學界一籌莫展,不過隨著計算機技術的發展,事情終於有了轉機。1994年,美國科學家約翰·莫爾特倡議在全球範圍內舉行的蛋白質結構預測競賽(簡稱CASP競賽),每兩年舉行一次,希望集世界各國的科研力量共同攻克這個難題。

2020年11月30日,AlphaFold在第14屆CASP競賽中摘得桂冠,並且預測準確性達到了前所未有的高度,AlphaFold已經在計算蛋白質3D結構領域上超越了人類。CASP競賽創始人、馬裡蘭大學教授約翰·蒙特認為,在CASP競賽中達到九十左右的分數便可以與實驗方法得到的結果相競爭。

AlphaFold的中位分數為92.4,這已經達到了約翰·蒙特當年所提到的數值要求,雖然現在仍有許多業內人士對於這個結果提出質疑,但是可以肯定的是,隨著人工智慧技術的應用,在研究蛋白質3D結構摺疊的這條道路上,人類向前邁進了一大步。

從過去的AlphaGo到現在的AlphaFold,DeepMind公司正在不斷打破人工智慧領域的天花板,按照這樣的趨勢發展,AI統治的時代似乎已經臨近,AI替代人工、超越人工已經成為了可以預見的不遠的未來。

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