DeepMind CEO德米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）
新浪科技訊 北京時(shí)間7月29日早間消息，據(jù)報(bào)道，在谷歌旗下人工智能公司DeepMind開展的一項(xiàng)研究中，人工智能技術(shù)已經(jīng)預(yù)測(cè)了幾乎每種已知蛋白質(zhì)的形狀。這一科學(xué)突破將大幅減少生物發(fā)現(xiàn)所需要的時(shí)間，助力新藥的研發(fā)。
在這項(xiàng)研究中，DeepMind使用AlphaFold算法建立了到目前為止最完整、最準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，收集了超過(guò)2億種已知的蛋白質(zhì)。
僅僅依靠基因測(cè)序來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一直是生物學(xué)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。目前，確定一種蛋白質(zhì)形狀的實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)室里需要耗費(fèi)幾個(gè)月到幾年的時(shí)間。因此到目前為止，只有大約19萬(wàn)個(gè)已知蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題得到實(shí)驗(yàn)解決，占所有已知蛋白質(zhì)的千分之一。
DeepMind首席執(zhí)行官德米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）表示，人工智能“現(xiàn)在為結(jié)構(gòu)生物學(xué)家提供了一種強(qiáng)大的新工具，你幾乎可以像在谷歌上進(jìn)行關(guān)鍵詞搜索一樣，輕松地查找蛋白質(zhì)的3D結(jié)構(gòu)”?！癆lphaFold也將迎來(lái)重大機(jī)遇，為可持續(xù)發(fā)展、食品安全和被忽視的疾病治療做出貢獻(xiàn)。”
2021年7月，DeepMind曾宣布，已經(jīng)預(yù)測(cè)了所有人類蛋白質(zhì)的形狀，從而可以更好地理解人體健康和疾病。目前，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)又?jǐn)U大了200倍，包含了超過(guò)2億個(gè)預(yù)測(cè)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，涵蓋了地球上幾乎所有已進(jìn)行基因組測(cè)序的生物，不管是瘧疾寄生蟲還是蜜蜂。
目前，這些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)歐洲生物信息研究所在歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室托管的公共數(shù)據(jù)庫(kù)查看。DeepMind表示，在AlphaFold這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)推出的一年中，全球已有50多萬(wàn)名研究人員訪問(wèn)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)，查閱了超過(guò)200萬(wàn)種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)科學(xué)家、名譽(yù)主任珍妮特·桑頓（Janet Thornton）表示：“過(guò)去幾年里，幾乎每種上市的新藥在一定程度上都是基于對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的了解來(lái)設(shè)計(jì)的。能夠了解所有這些新結(jié)構(gòu)，尤其是對(duì)于我們還沒(méi)有結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的不尋常生物體，我們不僅有機(jī)會(huì)去設(shè)計(jì)新藥，還可以確保這些藥物不會(huì)攻擊人類蛋白質(zhì)或發(fā)生交叉反應(yīng)?！?/p>
蛋白質(zhì)被認(rèn)為是生命的基石。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)很重要，因?yàn)檫@決定了蛋白質(zhì)如何發(fā)揮作用。了解一種蛋白質(zhì)的形狀，例如Y型抗體，可以幫助科學(xué)家更多地了解該蛋白質(zhì)的作用。
如果能夠方便地預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的形狀，科學(xué)家就可以控制并修改蛋白質(zhì)，進(jìn)而通過(guò)修改基因序列來(lái)優(yōu)化其功能，或是設(shè)計(jì)專門瞄準(zhǔn)該蛋白質(zhì)的藥物。例如，研究瘧疾寄生蟲的表面蛋白有助于理解抗體是如何與其結(jié)合的，從而可以更好地了解如何更有效地對(duì)抗病原體。
牛津大學(xué)研究瘧疾的生物化學(xué)教授馬修·希金斯（Matthew Higgins）說(shuō)：“AlphaFold的應(yīng)用具有變革意義，讓我們對(duì)瘧疾的表面蛋白有了更清晰的認(rèn)識(shí)?！彼膱F(tuán)隊(duì)正在利用這些新信息來(lái)開發(fā)新的瘧疾疫苗。
雖然科學(xué)家仍然需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確認(rèn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但AlphaFold的這些預(yù)測(cè)信息提供了更好的起點(diǎn)，并縮短實(shí)驗(yàn)過(guò)程所需的時(shí)間。
DeepMind還表示，已經(jīng)將病毒蛋白質(zhì)排除在數(shù)據(jù)庫(kù)之外，以防止這些數(shù)據(jù)被生化恐怖分子當(dāng)作武器使用。
此外，2021年11月，DeepMind宣布分拆成立一家新公司同構(gòu)實(shí)驗(yàn)室。該公司將應(yīng)用AlphaFold和其他人工智能工具來(lái)加速藥物的研發(fā)。該公司周四宣布，將在著名的生物醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)弗朗西斯·克里克研究所建設(shè)傳統(tǒng)的濕式實(shí)驗(yàn)室，以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
哈薩比斯對(duì)此表示：“我們可以開始思考端到端的藥物設(shè)計(jì)。這是我的夢(mèng)想，你可以加速整個(gè)流程，不僅僅是新藥和新治療方法的結(jié)構(gòu)部分。這一天即將到來(lái)。”
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