近(jin)日，人工(gong)智(zhi)能(neng)企業上(shang)海天壤智(zhi)能(neng)科技有(you)限公司宣(xuan)布，其(qi)自主研發的(de)深度學習蛋(dan)白(bai)質折疊預(yu)測(ce)平臺(tai)在(zai)國(guo)際蛋(dan)白(bai)質結構(gou)預(yu)測(ce)競(jing)賽蛋(dan)白(bai)質測(ce)試集的(de)評估中獲得優異成績，位(wei)居全球同(tong)類型(xing)團隊(dui)前列(lie)。在(zai)400個(ge)氨基酸(suan)的(de)蛋(dan)白(bai)鏈預(yu)測(ce)時，該預(yu)測(ce)平臺(tai)僅耗(hao)時16秒。

　　科學家說，蛋(dan)白質是(shi)細胞中的(de)(de)(de)主(zhu)要功能分(fen)子，在(zai)細胞中發(fa)揮(hui)多種多樣的(de)(de)(de)功能。比如(ru)，作為(wei)酶發(fa)揮(hui)催(cui)化作用，參與生物(wu)(wu)體內新陳(chen)代謝的(de)(de)(de)調(diao)劑(ji)作用，運輸代謝物(wu)(wu)質，用于細胞骨(gu)架(jia)的(de)(de)(de)形成，以(yi)及參與免疫、細胞分(fen)化、細胞凋亡等過程。作為(wei)構成生命的(de)(de)(de)基本(ben)元件，破(po)解(jie)蛋(dan)白質的(de)(de)(de)功能是(shi)揭(jie)開各種生命現象的(de)(de)(de)金鑰匙。

　　據天(tian)壤創始(shi)人薛貴(gui)榮博士(shi)介紹，為了(le)行使特定功(gong)能，蛋白(bai)(bai)質必(bi)須(xu)折疊(die)成特定的(de)(de)(de)結構(gou)，只有少數蛋白(bai)(bai)質處于天(tian)然無折疊(die)狀(zhuang)態但仍具有功(gong)能。蛋白(bai)(bai)質的(de)(de)(de)三維結構(gou)也直接決定蛋白(bai)(bai)質的(de)(de)(de)功(gong)能，一旦三維結構(gou)被破壞，蛋白(bai)(bai)質功(gong)能隨之(zhi)喪失。許多疾(ji)病都(dou)是由(you)體內重(zhong)要的(de)(de)(de)蛋白(bai)(bai)質結構(gou)異常引起。因此，研究蛋白(bai)(bai)質結構(gou)有助于了(le)解蛋白(bai)(bai)質的(de)(de)(de)功(gong)能和作用，從而帶來醫(yi)療保健、食品可持續性、創新生物技術等(deng)方面(mian)的(de)(de)(de)改善，推(tui)進生命科(ke)學、藥物研發、合(he)成生物學方面(mian)的(de)(de)(de)發展。

　　在生(sheng)命科學領域，觀測(ce)和解析(xi)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構一直是個(ge)令人(ren)(ren)著迷的(de)話(hua)題，吸(xi)引(yin)著眾(zhong)多(duo)科學家攻堅，但也(ye)面臨著難度大、成(cheng)本高、進(jin)展有(you)限的(de)局(ju)面。傳統觀測(ce)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構的(de)方法主要有(you)三種：核磁共(gong)振(zhen)、X射線、冷凍電鏡。這些(xie)(xie)方法依賴大量(liang)試(shi)錯以(yi)及昂貴(gui)的(de)設備，每種結(jie)(jie)構的(de)研究往(wang)往(wang)長達數年。現有(you)的(de)實驗手段也(ye)還不足(zu)以(yi)揭示一些(xie)(xie)重(zhong)要的(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)結(jie)(jie)構，需要借助更多(duo)生(sheng)物信息技(ji)術、計(ji)算生(sheng)物學手段去探索。但使用普通的(de)計(ji)算機(ji)軟件來(lai)計(ji)算蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構，運算量(liang)相當驚(jing)人(ren)(ren)，連超級計(ji)算機(ji)也(ye)難以(yi)承受。為此，蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)(jie)構預(yu)(yu)測(ce)成(cheng)為結(jie)(jie)構生(sheng)物學的(de)重(zhong)要分支，研究人(ren)(ren)員通過開發相關(guan)的(de)人(ren)(ren)工智能算法，根(gen)據氨基酸(suan)序列來(lai)預(yu)(yu)測(ce)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)空間(jian)結(jie)(jie)構。

　　"從人(ren)(ren)(ren)工智(zhi)能戰勝圍棋世界冠軍，到城市(shi)交通調度，人(ren)(ren)(ren)工智(zhi)能在(zai)(zai)解決(jue)復(fu)雜系統問題中(zhong)(zhong)顯示出了驚(jing)人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)智(zhi)能決(jue)策能力(li)，而蛋(dan)白質(zhi)結(jie)構預測雖然是生物學課題，同時也屬于(yu)復(fu)雜場景的(de)(de)問題，可以體現(xian)人(ren)(ren)(ren)工智(zhi)能在(zai)(zai)基(ji)礎(chu)科(ke)學研(yan)究中(zhong)(zhong)的(de)(de)巨大潛(qian)能，我們(men)不愿意錯過(guo)這(zhe)道(dao)風景。"薛(xue)貴榮說，像這(zhe)種全方位的(de)(de)創(chuang)新(xin)項目(mu)非常珍貴，它覆(fu)蓋了交叉學科(ke)的(de)(de)創(chuang)新(xin)、行業的(de)(de)創(chuang)新(xin)、基(ji)礎(chu)科(ke)學的(de)(de)創(chuang)新(xin)、人(ren)(ren)(ren)工智(zhi)能算法(fa)和工程能力(li)的(de)(de)創(chuang)新(xin)。

　　近(jin)期的這些(xie)進(jin)展(zhan)表明，將人(ren)工智能應用于蛋白質結(jie)構領(ling)域(yu)，通(tong)過預(yu)(yu)測的方式破解傳統觀測方法(fa)所不能解析(xi)的一些(xie)結(jie)構，且可信度比較(jiao)高，十分接(jie)近(jin)事實。這種人(ren)工智能的結(jie)構預(yu)(yu)測算法(fa)，有望成為科學(xue)家的利器(qi)，加速生命科學(xue)領(ling)域(yu)的研(yan)究發展(zhan)。

　　目前，單個(ge)蛋白質折疊(die)預測只是一個(ge)起(qi)點，蛋白質通常以(yi)復(fu)合物(wu)的(de)形(xing)式成對(dui)或成組發揮功能，以(yi)承擔生(sheng)命所需的(de)種(zhong)種(zhong)功能，而許多蛋白質復(fu)合物(wu)的(de)結構至今仍然成謎。薛貴榮認為，未來還要進(jin)一步提高(gao)人工智能算法(fa)的(de)普適(shi)性(xing)和準確度，在(zai)揭(jie)示多個(ge)蛋白質之間的(de)相(xiang)互作(zuo)用方(fang)面作(zuo)出貢獻，幫助人類(lei)尋(xun)找到精準的(de)疾病(bing)治療新(xin)方(fang)法(fa)。

來源：《 人民日(ri)(ri)報 》（ 2021年12月(yue)27日(ri)(ri) 　第 18 版(ban)）