20年“长跑”与革命性“临门一脚”

“AlphaFold”摘得诺奖，业界似乎早有预感，可谓众望所归。不过诺贝尔化学奖揭晓那一刻，人们还是有些疑惑：为何列在首位、获得1/2奖项的成果是“计算蛋白质设计”？

“在蛋白质设计领域中，戴维·贝克是泰山北斗级的存在，他20多年持续进行着基础性开拓，使人类对蛋白质的理解与掌控达到了前所未有的高度。”上海科技大学教授许文青介绍，戴维开发了一系列计算机方法，创造出许多以前不存在、具有全新功能的蛋白质，这在过去被认为是“不可能的事”。

要知道在AI介入之前，蛋白质的从头设计是一项极为艰苦、成功率很低的工作。不过在过去20多年中，结构生物学积累下了海量数据，为基于AI的蛋白质结构预测和蛋白质设计做好了“临门一脚”的铺垫。

2020年，“AlphaFold2”踢开了革命性的“临门一脚”。在上海科技大学iHuman研究所单一兵教授看来，这可以说是“天时、地利、人和”交汇的产物。通过精妙地深度学习多年积累的大量蛋白质结构和序列，这一AI模型在短短一两年内将蛋白质结构的预测准确率从不足40%提升到90%以上，几乎可以预测所有已知的2亿种蛋白质结构。

事实上，基于氨基酸序列预测蛋白质的三维结构，在很长一段时间被认为是“太阳底下最难的科学问题之一”。DeepMind公开了“AlphaFold2”的代码，至今已有来自190个国家的200多万人使用了它。以前要想获得蛋白质结构通常需要数年，而现在只需几分钟。