12月16日，《科学》杂志颁布了2021年度十大研究突破，其中名列榜首的是利用AI技术进行蛋白质结构预测。

 

 

下面是《科学》杂志对这项AI领域突破性进展的摘录介绍：

美国生物化学家克里斯蒂安·安芬森 (Christian Anfinsen) 在 1972 年的诺贝尔奖获奖感言中提出了一个愿景：有一天，他说，有可能仅根据氨基酸构建块的序列来预测任何蛋白质的 3D 结构。仅在人体内就有数十万种蛋白质，这样的进步将具有广泛的应用，提供对基础生物学的见解并揭示有希望的新药物靶点。现在，经过近 50 年的发展，研究人员已经表明，人工智能 (AI) 驱动的软件可以制造出数千个准确的蛋白质结构——这一进步实现了安芬森的梦想，也是《科学》杂志 2021 年的年度突破。

随着Deepmind的AlphaFold2进入视野，开启了利用AI技术进行蛋白质结构预测的潮流。

目前，AlphaFold2 和 RoseTTAFold 的代码现已公开发布，帮助其他科学家参与其中。11 月，德国和美国的研究人员使用 AlphaFold2 和冷冻电镜绘制了核孔复合体的结构图，该复合体由 30 种不同的蛋白质组成，控制着细胞核的进入。8 月，中国研究人员使用 AlphaFold2 绘制了近 200 种与 DNA 结合的蛋白质的结构图，这些蛋白质可能涉及从 DNA 修复到基因表达的方方面面。上个月，谷歌的母公司 Alphabet 成立了一家新企业，将使用预测的蛋白质结构来设计新的候选药物。Baker 的团队正在使用其软件来设计新的蛋白质序列 这将折叠成稳定的结构，这一进步可能会导致新的抗病毒药物和催化剂的产生。

即使是现在，研究 SARS-CoV-2 的科学家仍在使用 AlphaFold2 来模拟 Omicron 变体刺突蛋白突变的影响。通过在蛋白质中插入更大的氨基酸，突变改变了它的形状——也许足以阻止抗体与其结合并中和病毒。

还有很多工作要做。蛋白质结构不是静态的；他们在工作时弯曲和扭曲，对这些变化进行建模仍然是一个挑战。将大多数在细胞中执行无数工作的大型多蛋白复合物可视化仍然是一项艰巨的任务。但今年人工智能驱动的技术进步带来了前所未有的生命之舞，这是一幅将永远改变生物学和医学的全景图。

 

除此之外，Science杂志也公布了其它9项年度突破：

  • 古土壤DNA；
  • 太阳下的融合日；
  • 针对COVID-19的强效药丸；
  • 一种迷幻的创伤后应激障碍疗法；
  • 人工抗体驯服传染病；
  • 美国宇航局着陆器发现这颗红色星球的核心；
  • 粒子物理学的标准模型出现裂缝；
  • CRISPR修复体内基因；
  • 胚胎饲养为早期发育打开了窗户

点击链接访问全文。

 

 

内容中包含的图片若涉及版权问题，请及时与我们联系删除