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——蛋白质的三维构造。
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联姻的一种打破,也表明AI在掩护人们康健、延长寿命和提高生命质量方面有了稳步进展。
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繁芜且主要的功能,从食品消化到免疫抗病,从觉得到运动功能等,都离不开蛋白质。
一个大略的蛋白质每每包含了数百个氨基酸,其空间构造的可能性就高达10的300次方个。不但是蛋白质中氨基酸序列决定生命征象和疾病,而且蛋白质的空间构造同样决定生理功能和疾病,只要蛋白质的构造发生一点缺点,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症等。
也因此,解析蛋白质构造已成为基因测序后,诊断疾病、研发新药和深入理解生命征象的一把主要钥匙。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构造的竞赛中赢得第一名,得到了43种蛋白中的25种蛋白构造的最高分,排名第二的军队只有个中3个得到了预测最高分。
这解释,阿尔法折叠在解析和预测蛋白质构造上比较准确。这也昭示着,对疾病的诊断和研发新药有了新的利器。
以阿尔法折叠为代表的AI不但是可以既快又准确地剖析已知的一些蛋白质的三维构造,还能预测和创造人们尚未知晓的蛋白质构造。
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构造的,这就须要阿尔法折叠以算法来确认蛋白质的三维构造。
从理论上剖析,能够剖析和预测蛋白质的形状和构造,就能够更好地确定其他分子与蛋白质结合的办法,也就可能研发新的药物,由于药物是在人体内与分外的蛋白质结合并改变蛋白质的活动办法而发挥药效的。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办法,还有很长的路要走。
当然,阿尔法折叠和其他AI技能都紧张是通过算法来理解疾病和改进药物治疗的效果,预测和剖析蛋白质折叠尚不能办理蛋白质折叠问题。因此,现阶段比阿尔法折叠走得更远和运用得更成熟的是让AI软件诊断疾病,如癌症。
当阿尔法折叠和其他AI技能能诊断疾病,确定病因时,就可以既采取新的疗法,如基因疗法,修正和删除致病基因,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构造的新药来治疗疾病。现在,人工智能参与医学和生命科学才只是开始。