AI 正在改变世界, 包括人类的生命。近日,《麻省理工科技评论》发布 2022 年「全球十大突破性技术」, 公布了当下初露峥嵘、但未来可能深刻改变人类社会的十项技术。
AI 正在改变世界, 包括人类的生命。近日,《麻省理工科技评论》发布 2022 年「全球十大突破性技术」, 公布了当下初露峥嵘、但未来可能深刻改变人类社会的十项技术。因 AlphaFold2 引发全球科学界关注的「AI 蛋白质折叠」技术榜上有名。
《麻省理工科技评论》认为, 这一技术用 AI 解决了困扰生命科学领域近 50 年之久的蛋白质结构预测难题。为解决癌症、抗生素、乃至新冠防治等问题, 打开了一条不同以往的技术捷径。
用 AI 预测蛋白质结构, 始于 2016 年美国芝加哥丰田计算技术研究所教授许锦波的一项研究。许锦波毕业于中国科学技术大学计算机系, 中国科学院计算技术研究所和加拿大滑铁卢大学, 并在美国麻省理工学院数学系和人工智能实验室接受博士后训练。后担任美国芝加哥丰田计算技术研究所终身教授。近期, 许锦波已经回到国内, 为中国打造智能生命科学领域的「国家队」。通过 AI 技术与生命科学的融合创新、自研生物计算技术平台建设、跨学科复合型人才培养等方式, 系统化推进学术研究与应用转化, 打通中国智能生命科学从学术到产业的全链条。
众所周知, 蛋白质是构成细胞的重要生命物质。理解蛋白质分子的组成及其折叠结构, 就有望绘制出「生命地图」, 对人类了解癌症、遗传病等诸多顽疾, 以及进行更精准的药物开发, 都至关重要。因此蛋白质结构预测被视为生物学的「圣杯」。
过去, 科学家们主要通过物理和统计的方法预测蛋白质结构, 难度极高且费时费力, 导致该领域一直进展缓慢。在有「蛋白质结构预测领域的奥林匹克竞赛」之称的国际蛋白质结构预测竞赛 (CASP,Critical Assessment of protein Structure Prediction) 中, 过去几十年, 不同组别之间的精确度差别仅百分之几, 几乎毫无突破性可言。
2016 年, 许锦波运用 AI 技术, 为这一领域带来了颠覆性的变化。他研发的 RaptorX-Contact 方法, 首次证明了深度学习方法预测蛋白质结构的可行性, 引领了 AI 在蛋白质结构预测领域的突破。当年, 这一方法在 CASP 上击败了来自全球的众多选手, 获得第一, 在生物界和 AI 界都引发了极大的关注和跟随, 其中包括谷歌 DeepMind 团队。2020 年,DeepMind 将这一方法应用在 AlphaFold 的开发中, 为其之后破解蛋白质预测难题奠定了重要的基础。
(2016 年, 许锦波开发全球首个 AI 蛋白质预测模型)
可以说, 许锦波拉开了 AI 蛋白质结构预测时代的序幕, 他也因此被业界誉为「AI 预测蛋白质结构全球第一人」。因为在蛋白质领域的贡献, 他多次被授予美国斯隆研究奖、美国自然科学基金早期职业奖、《PLoS Computational Biology》创新突破奖、国际计算生物学顶级会议 RECOMB 最佳论文奖和时间检验奖 (Test-of-Time Award) 等荣誉, 也是国际计算生物学官方期刊《Bioinformatics》的编委。
近期, 这位享誉世界的计算生物学专家已经在国内组建团队, 将继续围绕蛋白质预测与设计开展科研攻关和工业应用, 沿着「产学研用」一体化思路, 发展中国自己的智能生命科学。未来,AI 技术将在在蛋白质预测和设计、药物分子发现、药物靶点筛选、分子动力学模拟、合成生物学等诸多领域, 广泛融合创新, 加速创新药从 0 到 1 突破, 推进打造「健康中国」, 并有望在能源、农业、工业、食品、消费品等更广泛的方向上, 创造超越想象的新未来。
来源：北国网
