通过人工智能(AI)程序“阿尔法折叠”程序,“深层思维”公司已经预测出科学界迄今已知的险些所有蛋白质的构造,在短短18个月内破解了生物学重大寻衅之一。
研究职员说,这项事情已经使得在抗击疟疾、应对抗生素耐药性和处理塑料垃圾方面取得了进展,还有可能加快新药研发进程。

英媒:人工智能轨范“阿尔法折叠”占领生物学重大年夜难题_卵白质_阿尔法 智能问答

几十年来,在生物学中,根据蛋白质氨基酸序列来确定其折叠构造一贯是老大难的问题。
有些氨基酸和其他氨基酸相互吸引、相互浸染,有些氨基酸则具有疏水性,而且氨基酸链形成了繁芜的形状,令人难以精准确定。

总部设在英国的人工智能公司“深层思维”公司于2020年年底首次宣告,已经研发出一种方法来精准预测蛋白质折叠构造。
到2021年年中,该公司透露,已绘制出人体中98.5%的蛋白质的构造图。

本日,该公司宣告,将发布2亿多种蛋白质的构造——环球公认的蛋白质数据库UniProt中收录的所有蛋白质险些都在个中。

“深层思维”公司与欧洲分子生物学实验室下属的欧洲生物信息学研究所互助,创建了一个可供搜索的数据库,天下各地的研究职员都可以方便地免费获取所有这些信息。
欧洲生物信息学研究所的尤恩·伯尼将“阿尔法折叠蛋白质构造数据库”称为“送给全人类的礼物”。

“深层思维”公司首席实行官德米斯·哈萨比斯说,该数据库使得创造蛋白质构造“险些与利用谷歌搜索引擎一样大略”,而之前这常日须要花费数年韶光。
“深层思维”公司从属于“字母表”公司,后者也是谷歌公司的母公司。

科学家已经利用这个数据库来推进多个领域的研究。
之前,牛津大学的马特·希金斯及其同事在研究一种蛋白质,他们认为这种蛋白质对付中断疟原虫生命周期非常关键,但他们难以绘制出其构造图。

希金斯说:“我们利用的实验方法之一是X射线晶体衍射法。
我们让这些蛋白质形成有序晶格,用X射线打到晶体上,产生衍射,并记录衍射数据,从中获取信息,以不雅观察分子构造。
可是,只管进行了多年研究,我们始终无法足够清晰地不雅观察到这种分子的构造。

但在公布了“阿尔法折叠”程序后,该程序对这种蛋白质的构做作出了明确的预测,而其预测结果与研究职员此前网络到的信息符合。
如今,他们已经能够设计出新的蛋白质,他们希望这些蛋白质可以用作有效的疟疾疫苗。

伯尼说,利用X射线晶体衍射法来绘制蛋白质构造图既花费高昂又耗费韶光。
他说:“这意味着,实验者必须作出选择,而‘阿尔法折叠’程序则无需作选择。
我认为,我们可以确信,由于‘阿尔法折叠’程序的涌现,人们将会进行新的实验,有新的认识。

研究职员还利用“阿尔法折叠”程序来设计新的酶,用于分解塑料垃圾,以及进一步理解令细菌对抗生素产生抗药性的蛋白质。

帝国理工学院的基思·威利森说,“阿尔法折叠”程序“改变了”生物研究领域,这点不容置疑,但在蛋白质折叠方面仍有问题须要办理。

威利森指出,“阿尔法折叠”程序无法选取任意氨基酸链并建模、精准绘制其是如何折叠的。
相反,它只能利用已经由实验确定的蛋白质片段及其构造,来预测一种新的蛋白质将如何折叠。

虽然这种工具每每极其精准,但其绘制的构造图始终是预测结果,而非经由明确打算的结果。
“阿尔法折叠”程序也尚未解开蛋白质之间繁芜的相互浸染之谜,乃至尚未在关于“天然无序蛋白质”的构造研究方面取得任何进展。

来源:参考网