谷歌DeepMind:已發現科學界幾乎所有已知的蛋白質結構

“從今天起，預測幾乎所有已知蛋白質的結構，都如同使用搜索引擎一樣簡單。”

7月28日，DeepMind公司與歐洲生物信息研究所（EMBL-EBI）的合作團隊公布了生物學領域的一項重大飛躍。他們利用人工智能（AI）系統AlphaFold預測出超過100萬個物種的2.14億個蛋白質結構，幾乎涵蓋了地球上所有已知蛋白質。這一突破將加速新藥開發，并為基礎科學帶來全新革命。

▲AlphaFold能夠預測出幾乎所有已知蛋白質的結構（圖片來源：DeepMind；參考資料[1]）

2020年年底，當人們對AlphaFold的印象還停留在那個打敗全人類的圍棋高手時，這個AI系統在生物學領域的亮相帶來了新的驚喜。當時，AlphaFold成功破解了生物學持續50年的重大難題——蛋白質折疊問題，能夠根據蛋白質的氨基酸序列預測蛋白質的三維結構。

僅僅半年后，DeepMind和EMBL-EBI合作，在一篇《自然》論文中發布了由AlphaFold預測的蛋白結構數據庫。這個數據庫涵蓋了人類和20種常用模式生物的35萬個蛋白質結構，并且對98.5%的人類蛋白質結構進行了準確預測——要知道在此之前，科學界解析的蛋白質結構只覆蓋了人類蛋白序列17%的氨基酸。人工智能預測蛋白質結構領域的一系列突破，也被《科學》評選為2021年的年度科學突破。

現在，DeepMind與EMBL-EBI的合作團隊更進一步。AlphaFold對蛋白質結構的預測不再局限于人類與模式生物，而是拓展至涵蓋了動植物、細菌等的100萬個物種，預測的蛋白質結構數量也提升了數百倍。

▲AlphaFold預測的蛋白質結構，涵蓋了大量動植物及微生物物種（圖片來源：DeepMind；參考資料[1]）

“這個數據庫涵蓋了整個蛋白質宇宙，我們邁入了數字生物學的全新時代。”DeepMind的CEO Demis Hassabis博士點評道。

▲在此前發表的研究中，AlphaFold預測的部分蛋白質結構（圖片來源：DeepMind；參考資料[1]）

參考資料：

[1] AlphaFold reveals the structure of the protein universe. Retrieved July 28, 2022 from https://www.deepmind.com/blog/alphafold-reveals-the-structure-of-the-protein-universe

[2] ‘The entire protein universe’: AI predicts shape of nearly every known protein. Retrieved July 28, 2022 from https://www.nature.com/articles/d41586-022-02083-2

[3] ‘The entire protein universe’: AI predicts shape of nearly every known protein.  Retrieved July 28, 2022 from https://www.newscientist.com/article/2330866-deepminds-protein-folding-ai-cracks-biologys-biggest-problem/

(藥明康德團隊編輯)