人工智能、蛋白质折叠和人类健康的黄金时代
2019-01-17 15:19:35 点击：
谷歌的DeepMind团队每隔几年就会出现在新闻中，而每次出现，都会给我们带来人工智能领域令人印象深刻的新飞跃。
2015年，DeepMind团队开发了一个人工智能程序，改程序掌握了雅达利(Atari)的经典电子游戏，例如《Pong》和《Space Invaders》（太空入侵者）。他们接下来学习了围棋，这个人类历史上最古老、最复杂的棋盘游戏，围棋比赛通常会持续数日。DeepMind在非常短的时间内两次击败了世界围棋冠军。接着，DeepMind又学习了国际象棋，只用了四个小时就练就了世界大师水平的技术，到目前为止，击败了包括人类和机器在内的所有竞争对手。
谷歌Deepmind团队的AlphaGo击败围棋大师李世石
现在，谷歌的DeepMind将目光从游戏转向了更有趣的东西：蛋白质折叠。DeepMind最新的AI被称为AlphaFold。这个程序可以预测蛋白质是如何进行自我配置，并尽可能保持稳定的。AlphaFold在CSAP中夺冠（CSAP成立于1994年，目的在于根据氨基酸列表来预测蛋白质的结构，已成为评估技术的金标准）。这些技术可能会以我们从未见过的方式来加速医学进步，毕竟蛋白质几乎影响了每个生命体的每个部分。
DeepMind在98名参赛者中赢得了CSAP13蛋白质折叠比赛
当蛋白质正确折叠时，你的身体就会想一台运行良好的机器。精心折叠的蛋白质贴在脑细胞末端，抓住多巴胺和血清素等化学物质，用它们来控制你的思维和感受。蛋白质还控制你的炎症反应，帮助你修复损伤，从而避免损伤过度。当你在读这篇文章时，蛋白质在你的眼部肌肉中折叠分离，控制眼睛的移动。
但是在压力下或随着年龄的增长，蛋白质就不会那么有效地折叠了。蛋白质的结构会展开或进行错误折叠，使蛋白质失去功能，当细胞中有太多的蛋白质错误折叠时，会导致细胞自毁。有充分的研究证据表明，错误折叠的蛋白质是衰老、阿尔兹海默症、糖尿病、癌症以及其他各种常见疾病的主要原因[2]。
未折叠的蛋白质 折叠的蛋白质
“我们还没有解决蛋白质折叠的问题，这是第一步，是一个极具挑战性的问题，但我们拥有一个很好的程序系统，我们还有大量的想法尚未实现。”
——Demis Hassabis（戴密斯·哈萨比斯），DeepMind首席执行官
了解蛋白质应该如何折叠，以及如何保持它们的正确折叠，有助于科学家解决当今人类面临的基本健康问题，并有可能带来医学进步和增强人类健康的黄金时代。在未来的10年，DeepMind团队的人工智能AlphaFold甚至可能帮助科研人员创造新的、改良的蛋白质，从而大大减缓衰老速度，并阻止疾病的蔓延。
已经攻克了游戏Pong、太空入侵者、国际象棋以及围棋，谷歌DeepMind团队现将其注意力转向蛋白质折叠
这对于Eng3团队来说尤其令人兴奋，因为NanoVi正是通过蛋白质折叠来进行工作的。NanoVi的目的是支持全身的蛋白质折叠，让错误折叠或未折叠的蛋白质获得所需的能量，从而迅速恢复到正确折叠结构，并恢复正常功能。鉴于通过支持蛋白质折叠来改善人类健康的潜力，DeepMind运用世界上最强大的计算能力来更好的理解蛋白质折叠，这是令人欣慰的。对蛋白质折叠的关注，打开了更大可能的恢复和增进人类健康的大门。
参考文献：
1. Ponomarenko EA, Poverennaya EV, Ilgisonis EV, et al. The Size of the Human Proteome: The Width and Depth. Int J Anl Chem. 2016;2016:7436849.
2. Reynaud, E. (2010) Protein Misfolding and Degenerative Diseases. Nature Education 3(9):28
以上资料均由美国Eng3 Corporation提供
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