AI深度进入基因领域,人类返老还童将成为可能?
2023-07-14 来源:飞速影视
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人工智能已经深度进入基因和蛋白质领域,这既是医疗、药物和生命科学与AI联姻的一种突破,也意味着AI在维护人们健康、延长寿命和提高生命质量方面有了稳步进展。
谷歌最新人工智能软件阿尔法折叠(Alpha Fold),在一项极其困难的任务中击败了所有对手,成功根据基因序列预测了生命基本分子——蛋白质的三维结构。
这意味着,人工智能已经深度进入基因和蛋白质领域,这既是医疗、药物和生命科学与AI联姻的一种突破,也表明AI在维护人们健康、延长寿命和提高生命质量方面有了稳步进展。
阿尔法折叠是被设计来解析蛋白质折叠的。生物体和人体拥有着各种各样的蛋白质,它们承担着身体各种复杂且重要的功能,从食物消化到免疫抗病,从感觉到运动功能等,都离不开蛋白质。
一个简单的蛋白质往往包含了数百个氨基酸,其空间结构的可能性就高达10的300次方个。不只是蛋白质中氨基酸序列决定生命现象和疾病,而且蛋白质的空间结构同样决定生理功能和疾病,只要蛋白质的结构发生一点错误,就会诱发和导致各种疾病,如糖尿病、帕金森症和阿尔茨海默症等。
也因此,解析蛋白质结构已成为基因测序后,诊断疾病、研发新药和深入理解生命现象的一把重要钥匙。阿尔法折叠通过人工智能算法,在去年底的一项有98名参赛者参加的解析蛋白质结构的竞赛中赢得第一名,获得了43种蛋白中的25种蛋白结构的最高分,排名第二的队伍只有其中3个获得了预测最高分。
这说明,阿尔法折叠在解析和预测蛋白质结构上比较准确。这也昭示着,对疾病的诊断和研发新药有了新的利器。
以阿尔法折叠为代表的AI不只是可以既快又准确地分析已知的一些蛋白质的三维结构,还能预测和发现人们尚未知晓的蛋白质结构。
不过,阿尔法折叠的最大进步是通过算法来找到蛋白质的三维形状。一段基因序列(DNA片段)只构成了氨基酸按一定序列排成的长链,仅仅靠基因测序是无法获知蛋白质结构的,这就需要阿尔法折叠以算法来确认蛋白质的三维结构。
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