0条评论
还没有人评论过~
人工智能已经深度进入基因和蛋白质领域，这既是医疗、药物和生命科学与AI联姻的一种突破，也意味着AI在维护人们健康、延长寿命和提高生命质量方面有了稳步进展。
资料图。图/视觉中国
文 |张田勘
谷歌最新人工智能软件阿尔法折叠（Alpha Fold），在一项极其困难的任务中击败了所有对手，成功根据基因序列预测了生命基本分子——蛋白质的三维结构。
这意味着，人工智能已经深度进入基因和蛋白质领域，这既是医疗、药物和生命科学与AI联姻的一种突破，也表明AI在维护人们健康、延长寿命和提高生命质量方面有了稳步进展。
阿尔法折叠可解析和预测蛋白质结构
阿尔法折叠是被设计来解析蛋白质折叠的。生物体和人体拥有着各种各样的蛋白质，它们承担着身体各种复杂且重要的功能，从食物消化到免疫抗病，从感觉到运动功能等，都离不开蛋白质。
蛋白质是由氨基酸构成的，基因则是编码氨基酸并生成蛋白质的“码农”。由于基因编码和蛋白质功能的不同，蛋白质的分子结构会有千差万别。执行复杂生命和生理功能的一些蛋白质分子很大，需要折叠起来才能贮存于组织和细胞并发挥功能。而蛋白质折叠更是有无穷的形式。
实际上，一个简单的蛋白质往往包含了数百个氨基酸，其空间结构的可能性就高达10的300次方个。不只是蛋白质中氨基酸序列决定生命现象和疾病，而且蛋白质的空间结构同样决定生理功能和疾病，只要蛋白质的结构发生一点错误，就会诱发和导致各种疾病，如糖尿病、帕金森症和阿尔茨海默病等。
也因此，解析蛋白质结构已成为基因测序后，诊断疾病、研发新药和深入理解生命现象的一把重要钥匙。阿尔法折叠通过人工智能算法，在去年底的一项有98名参赛者参加的解析蛋白质结构的竞赛中赢得第一名，获得了43种蛋白质中的25种蛋白质结构的最高分，排名第二的队伍只有其中3个获得了预测最高分。
这说明，阿尔法折叠在解析和预测蛋白质结构上比较准确。这也昭示着，对疾病的诊断和研发新药有了新的利器。
资料图。图/视觉中国
AI介入生物学领域才只是开始
不过，阿尔法折叠并非是唯一能分析和预测蛋白质结构的工具，其他方法也能分析蛋白质结构，如X射线晶体衍射分析、核磁共振、冷冻电镜等技术，而且冷冻电镜技术由于能确定溶液中的蛋白质分子的高分辨率结构，还获得了2017年诺贝尔化学奖。
可与阿尔法折叠的AI技术相比，其他技术都有较大的短板，既耗时又昂贵。而如果用计算机算法来分析和处理海量的蛋白质三维结构，就有可能既快又准确。阿尔法折叠正是现在通过算法来解析蛋白质结构的佼佼者。
进一步而言，以阿尔法折叠为代表的AI不只是可以既快又准确地分析已知的一些蛋白质的三维结构，还能预测和发现人们尚未知晓的蛋白质结构。因为，蛋白质可分为若干种同源家族，来自同一家族的蛋白质长相十分相似。即使这个家族中没有任何的已知结构，人工智能也能根据这些已有的序列勾勒出这个蛋白质家族的整体概况，预测这个蛋白质家族的一些未知结构。
不过，阿尔法折叠的最大进步是通过算法来找到蛋白质的三维形状。一段基因序列（DNA片段）只构成了氨基酸按一定序列排成的长链，仅仅靠基因测序是无法获知蛋白质结构的，这就需要阿尔法折叠以算法来确认蛋白质的三维结构。
从理论上，能够分析和预测蛋白质的形状和结构，就能够更好地确定其他分子与蛋白质结合的方式，也就可能研发新的药物，因为药物是在人体内与特殊的蛋白质结合并改变蛋白质的活动方式而发挥药效的。从这个意义上来看，阿尔法折叠能解析蛋白质折叠问题，也仅仅是一个新的开端，要研发出新药或产生新的治疗疾病的方式，还有很长的路要走。
当然，阿尔法折叠和其他AI技术都主要是通过算法来理解疾病和改进药物治疗的效果，预测和分析蛋白质折叠尚不能解决蛋白质折叠问题。因此，现阶段比阿尔法折叠走得更远和应用得更成熟的是让AI软件诊断疾病，如癌症。已经有人工智能软件在解析乳腺X光图片时比普通医生快30倍，其准确率更是高达99%。
当阿尔法折叠和其他AI技术能诊断疾病，确定病因时，就可以既采用新的疗法，如基因疗法，修改和删除致病基因，进而让返老还童成为可能，又有可能研发出针对蛋白质三维结构的新药来治疗疾病。现在，人工智能介入医学和生命科学才只是开始。
□张田勘 (科普学者)
编辑：狄宣亚 李冰冰 校对：刘军
下面发布一则“寻人启事”
如果你是一枚备战高考的高中生，我们这里有最专业的议论文讲解；
如果你是为考研政治头疼的大学生，我们给你一剂破题的灵丹妙药；
如果你要考公务员，我们提供最扎实的申论写作方法论……
或者你说，我就是想成为一枚纯粹的新闻人，那巧了，没有比加入评论写作训练营更适合你。
加入新京报评论写作训练营，我们不是让你做真正的“守夜人”，而是要让你成为这个时代，不惧以文字行走江湖的手艺人。
这是怎样一个训练营？
▼
面向群体：对时事评论感兴趣的大学生，喜欢评骘热点事件的社会人士，渴望写好议论文或申论的高中生、公考生。
报名方式：即日起，把你的姓名、电话、微信号、一张最满意的照片、一句最热血的宣言以word形式一并发至邮箱shepingbj@vip.sina.com，投稿主题标注“评论写作训练营”，就可以进入新京报评论写作训练营选拔计划。
特别提醒：考虑到投票页面显示，宣言请务必控制在25字以内；我们将根据申请者提供的微信号拉群，以便随时沟通交流。
报名时间：2019年4月24日-4月30日24:00。
投票时间：2019年4月25日-5月10日24:00。
投票方式：我们会将你的姓名、照片和宣言在新京报APP刊登，并在新京报APP首屏搭建专题，设置投票专区，最终入选名额，将由你在APP上的得票数从高到低确定。
入围人数：训练营招20人，也就意味着得票数前20名的参选者进入最终的训练营计划。
点击下方图片，就可下载新京报APP，随时关注投票与活动动态▼
为公平起见，我们将对报名学员分小组投票，每组20人，投票方式为单选。
投票期间，你可以将投票页面链接分享至朋友圈、微信群或微信好友，让他们为你加油助力。
训练营开课：训练营开课时间确定为5月25日(周六)全天与5月26日（周日）上午。5月24日（周五）下午为学员报道时间。
训练营地点：北京市东城区幸福大街37号新京报社
第一节 9:00—10:10 | 第二节 10:30-11:30 | 第三节 15:00—16:10 | 第四节 16:30—17:30 | |
25日 （周六） | 专业讲座 | 专业讲座 | 专业讲座 | 专业讲座 |
26日 （周日） | 编辑实操讲解 | 编辑实操讲解 |
导师天团
王爱军：新京报副总编辑，中国最早一批写评论的人，新京报评论部创始成员。
于德清：新京报编委、评论部主编。评论圈最能跑的，跑步圈最能写的。
佘宗明：新京报评论部副主编。集严肃与幽默于一身，一入行就风华正茂。
此外，还有一名神秘大咖▼
划重点：凡是入选训练营的学员，我们将免费提供两晚住宿（24日、25日）。
此外，你还将享受这项福利：
训练营开课期间，习作有机会登上新京报各分发平台；
训练营期间表现优秀者，我们将择优选拔进入评论部实习。
点击“阅读原文”了解详情▼▼▼
文章来源: https://www.toutiao.com/group/6685207238350471691/