生物史最全“证件照”！DeepMind开放35万种蛋白质结构，超人类知识2倍( 二 )

英国格拉斯哥大学（University of Glasgow）结构生物学教授Helen Walden认为， DeepMind的数据将“显著缓解研究瓶颈” ，但“进行生物化学和生物学评估的费力、耗费资源的工作”将继续存在，例如药物功能研究。
Sousa也提到，他曾在工作中使用过AlphaFold的数据， “科学家们能快速地感受到它带来的影响。 ”他说，在他们与DeepMind的合作中，他们有一个包含蛋白质样本的数据集，但10年来都还没开发出一个合适的模型，直到DeepMind同意为他们提供一个结构，在15分钟内就解决了这个问题。
二、蛋白质折叠难题背后， AlphaFold分析速度已提升16倍AlphaFold只需15分钟就能解决的问题，为何困扰了这些科学家10年？蛋白质折叠问题究竟难在哪？
如我们前面所说，蛋白质由氨基酸链构成，人体中共含有20种不同的氨基酸，任何一个蛋白质都可以由数百个氨基酸组成，且每个氨基酸都有不同的折叠和扭曲结构。
这些都意味着，哪怕是一个常见的蛋白质分子，它的最终结构都有许多种可能构型。一个估计是，典型的蛋白质可以以10^300种方式折叠。不用数了，就是“1”后面跟着300个“0”的可能性。
不过由于蛋白质的样本太小，科学家们难以用显微镜检查，不得不使用成本昂贵且复杂的方法来间接确定蛋白质结构，比如核磁共振和X射线晶体学（X-ray crystallography）。
但实际上，简单地通过氨基酸序列来确定蛋白质结构的构想，在理论上一直是难以实现的。因此，分析蛋白质结构也成为了人们攻克生物学领域的一大难关。
直到近年来，人们发现可以利用AI的方法来分析蛋白质结构。借助这些技术， AI系统可以通过在已知蛋白质结构的数据集上进行训练，并最终利用这些信息来预测蛋白质结构。
多年来，很多团队都参与到这项AI研究中，其中DeepMind基于深厚的AI人才库和大量计算资源基础，一直走在该领域的前沿。
去年， DeepMind在一项名为CASP的国际蛋白质折叠比赛中脱颖而出，其AlphaFold软件对蛋白质结构的预测结果非常准确。对此， CASP联合创始人之一的计算生物学家John Moult说：“在某种意义上，蛋白质折叠的难题已经有了解决方案。 ”
▲DeepMind的AlphaFold软件显着提高了计算蛋白质折叠的准确性（图源：DeepMind）
自去年CASP竞赛以来， AlphaFold系统也实现了升级，现在它分析蛋白质结构的速度已提高了16倍。 “我们可以在几分钟内折叠一个普通蛋白质，多数情况下只要几秒钟。 ”Hassabis谈道。
英国雷丁大学教授Liam McGuffin曾开发出一些蛋白质折叠软件，他肯定了AlphaFold的技术，但也指出， AlphaFold的成功主要归功于科学家们数十年的先前研究和公开数据。
“DeepMind拥有大量研究资源来保持数据库的更新，他们比任何一个学术团体都更有能力做到这一点。 ”McGuffin认为，尽管科学家们最终也会走到这一步，但速度会更慢，因为他们没有足够的资源。
三、持续推进AI发展，年底数据库结构将增至1.3亿个尽管DeepMind每年都处于大量亏损的状态，但这次开放蛋白质结构数据库是免费的。
实际上， DeepMind归属于Google母公司Alphabet ，该公司一直在商业医疗保健领域投入大量资源。还有许多报道称， DeepMind与Alphabet在研究自主性和商业可行性等问题上存在分歧。
不过Hassabis谈道，公司一直在计划免费提供这些信息，这样做是对DeepMind创始精神的体现。 “我们在被收购时与Alphabet达成的协议是， DeepMind主要的研究目的是推进AGI（通用人工智能）和AI技术的发展，然后利用它们来攻克科学领域的难题。 ”他说。
他认为， Alphabet有许多部门都专注于盈利，但DeepMind对研究的关注能够“为科学界带来各种各样的好处，包括声望和信誉，从而通过多种方法实现价值。 ”
Hassabis还强调，虽然DeepMind的主要研究目标是一些基础领域，但其技术已广泛应用于谷歌的其他业务中。 “几乎你使用的任何谷歌产品，其中一部分技术都有我们的参与。 ”他透露。
与此同时， Hassabis预测AlphaFold将成为未来的标志，因为它展示了AI在处理人类生物学等复杂问题上的巨大潜力。
“我认为我们正处于一个非常激动人心的时刻。 ”Hassabis提到：“在接下来的十年中，我们和AI领域的其他人都希望能取得突破性进展，真正加速解决我们在地球上面临的真正重大问题。 ”
对于接下来的计划， EMBL-EBI的结构生物信息学Sameer Velankar谈道，到今年年底，本周提交的大约36.5万个蛋白质结构预测将增加至1.3亿个，几乎是所有已知蛋白质的一半。

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