榕哥烙科

最近人工智能Alphaflod

也就是阿尔法折叠

又风光了一把，

它是那个明星AI公司Deepmind的

又一款横扫世界的新成果。

研究团队宣布它已经预测了

约100万个物种中

超过两亿个蛋白质的空间结构，

涵盖几乎科学界已经编录的所有蛋白质。

这事儿该怎么看，

值得榕哥跟您聊一聊。

蛋白质是生命的基础，

没有蛋白质就没有生命。

以人为例，

蛋白质约占人体重量的18%，

机体所有重要组成部分

都需要蛋白质的参与。

从另一个角度看，

成人体重70%是水，

剩余部分一半以上都是蛋白质，

也可以看出蛋白质的重要性。

回顾一下蛋白质的定义，

它是由氨基酸以脱水缩合方式

组成的多肽链

经过盘曲折叠形成的

具有一定空间结构的物质。

也就是说，

氨基酸是蛋白质的零件，

我们可以通过食物摄取蛋白质，

消化拆解成氨基酸，

机体自己也能制造氨基酸。

然后按我们的要求把它们排列组装起来。

但这还不够，还必须得有空间结构，

好比您得再挺胸收腹

或者弯腰扭头什么的一番之后才能出厂，

正式走上工作岗位。

同样成分不同空间结构

会导致物质宏观表现差异巨大。

最常见的例子就是石墨和金刚石嘛。

说起来大家都是碳，

可一个极软能当润滑剂，

一个极硬是最好的钻头。

而对于像蛋白质这些有机大分子来说，

差异就更大。

以我们体内的能量货币三磷酸腺苷，

即ATP为例。

它是我们细胞可以直接使用的能量，

而转化能量的那个蛋白质

外形长得就像个水轮机叶片，

嵌在细胞膜上，

当细胞膜两侧存在离子浓度差的时候，

会有离子流过，推动叶片转动，

能量就被转化传递出来了。

虽然能量储存释放是个化学过程，

但转化当中关键环节却是个物理过程，

颇有些像咱们之前讲的蓄能水电站。

套用一句短视频常用的台词，

如果不是亲眼所见，

我是绝对不敢相信的。

所以弄清楚蛋白质到底长啥样

对于我们探索生命奥秘非常重要。

ATP合酶结构示意图

一堆氨基酸按照不同的顺序连在一起，

会因为比如

亲水性疏水性等因素的相互影响

折叠成不同的空间结构。

虽然对于蛋白质折叠机理的研究

现在还很初级，

只有一些假说。

但是这并不妨碍我们

先从确定蛋白质空间结构开始，

从中寻找规律发掘内在联系。

不过传统的使用同步辐射加速器这类

大装置的测定方式，

虽然能让我们看到微观世界。

但效率实在是一言难尽，花钱又费时间。

而且成果都是零零散散不成规模。

所以换个赛道，

像训练阿尔法狗下围棋那样，

把大量已知数据和规律

不断喂给阿尔法折叠，

让它不停地学习修正，

一步步逼近事实真相。

说起来每个蛋白质

都是我们在亿万年演化中被筛选出来的，

都有其独特的工作能力。

虽然阿尔法折叠的预测准确率还不是100%，

甚至高度准确的只占35%，

即是可以媲美实验测定结果的。

但比起实验测定

从成本到速度都高了不止几个数量级。

欧洲生物信息学研究所说，

“阿尔法折叠蛋白质结构数据库”

上线一年以来，

已有全球超过50万名研究人员访问。

随着使用的人越来越多，反馈越来越多，

有正面确认有纠错修正，

作为机器学习最渴求的优质数据

会源源不断地被开采出来。

这是个良性循化，

预测准确率暴增也将是必然。

而且榕哥相信，

这一天的到来只会比你想的还要快。