分類
人工智慧

人工智能破解生物學最大謎團之一: 蛋白質

半個世紀以來,預測一種蛋白質如何折疊成其特有的三維形狀一直困惑著科學家,也是生物學的重大挑戰之一。

但專家們宣佈,這個生物界最大謎團之一現在基本上已經被人工智能AI破解。

總部在倫敦的英國人工智能公司DeepMind(深度思考)稱,他們「基本上解開了這一難題」。

更好地理解和預測蛋白質形狀對未來新藥的開發起到關鍵作用。谷歌旗下的DeepMind所取得的科技進步預期有望加速對包括新冠在內等一系列疾病的研究。

無論是酵素、抗體或是化學傳訊素費洛蒙,都與蛋白質的作用有關,因此這也對於未來科學家研究病毒、新冠病毒或是癌症細胞表面的受體,都有助加速研究、了解。研究團隊中的馬里蘭大學教授姆特(John Moult)也說,小小的病毒就可以讓人類健康造成災難性影響,因此人類更需要了解這些蛋白質如何運作。

此計畫的相關研究成果與資料都是以公開資料庫進行,目前進行的AI系統Casp-14的準確率很高,有2/3的實驗樣本準確率與實驗室相當,其他雖然也很高但有調整空間,他們雖然還要持續用比較複雜的蛋白質分子進行AI的優化,但對於未來的發展充滿著期待。

用途和意義

明確蛋白質的三維結構對開發新藥以及了解包括癌症、失智症以及傳染性疾病至關重要。

以新冠為例,科學家一直在試圖研究新冠病毒表面的刺突蛋白是如何與人類細胞中的受體相互作用的。

倫敦大學學院的馬丁教授告訴BBC記者,了解蛋白質序列如何折疊成三維形狀其實是生物學最基本的問題之一。他解釋說,蛋白質的功能完全取決於它的三維結構形狀,而蛋白質功能則關係著我們健康與疾病的一切。

因此,了解了蛋白質的三維結構有助於人們設計新藥、防治疾病,無論是遺傳疾病還是感染疾病。

生物學最大謎團之一

歐洲生物信息研究所桑頓教授(Prof Dame Janet Thornton)表示,蛋白質折疊成獨一無二的美麗三維結構堪稱是生物學上最大的謎團之一。

她解釋說,如果能更好地了解和預測蛋白質結構就意味著人類將能更好地了解生命、進化以及疾病和健康等問題。

接下來,更多的科學家希望能檢測這些數據以確定AI方法到底有多凖確、多細緻。

目前,人類對蛋白質的知識仍存在缺口,包括多種蛋白質是如何組合到一起的,以及蛋白質如何與其他分子,例如脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)相互互動。

克雷什塔夫維奇博士表示,現在基本上解決了單一蛋白質的結構問題。它為未來找到蛋白質復合體結構形狀的新方法打開了一道大門。正是這些眾多蛋白質復合體的共同作用才形成了生命的主要機制以及其他功能。

※本文章屬於TNZE天擇集團所有嚴禁轉載※