AI 蛋白质折叠入选全球十大突破性技术 奠基人许锦波将加入国家级实验室

AI 正在改变世界, 包括人类的生命。近日,《麻省理工科技评论》发布 2022 年「全球十大突破性技术」, 公布了当下初露峥嵘、但未来可能深刻改变人类社会的十项技术。因 AlphaFold2 引发全球科学界关注的「AI 蛋白质折叠」技术榜上有名。

《麻省理工科技评论》认为, 这一技术用 AI 解决了困扰生命科学领域近 50 年之久的蛋白质结构预测难题。为解决癌症、抗生素、乃至新冠防治等问题, 打开了一条不同以往的技术捷径。

用 AI 预测蛋白质结构, 始于 2016 年美国芝加哥丰田计算技术研究所教授许锦波的一项研究。许锦波毕业于中国科学技术大学计算机系, 中国科学院计算技术研究所和加拿大滑铁卢大学, 并在美国麻省理工学院数学系和人工智能实验室接受博士后训练。后担任美国芝加哥丰田计算技术研究所终身教授。近期, 许锦波已经回到国内, 为中国打造智能生命科学领域的「国家队」。通过 AI 技术与生命科学的融合创新、自研生物计算技术平台建设、跨学科复合型人才培养等方式, 系统化推进学术研究与应用转化, 打通中国智能生命科学从学术到产业的全链条。

众所周知, 蛋白质是构成细胞的重要生命物质。理解蛋白质分子的组成及其折叠结构, 就有望绘制出「生命地图」, 对人类了解癌症、遗传病等诸多顽疾, 以及进行更精准的药物开发, 都至关重要。因此蛋白质结构预测被视为生物学的「圣杯」。

过去, 科学家们主要通过物理和统计的方法预测蛋白质结构, 难度极高且费时费力, 导致该领域一直进展缓慢。在有「蛋白质结构预测领域的奥林匹克竞赛」之称的国际蛋白质结构预测竞赛 (CASP,Critical Assessment of protein Structure Prediction) 中, 过去几十年, 不同组别之间的精确度差别仅百分之几, 几乎毫无突破性可言。

2016 年, 许锦波运用 AI 技术, 为这一领域带来了颠覆性的变化。他研发的 RaptorX-Contact 方法, 首次证明了深度学习方法预测蛋白质结构的可行性, 引领了 AI 在蛋白质结构预测领域的突破。当年, 这一方法在 CASP 上击败了来自全球的众多选手, 获得*, 在生物界和 AI 界都引发了极大的关注和跟随, 其中包括谷歌 DeepMind 团队。2020 年,DeepMind 将这一方法应用在 AlphaFold 的开发中, 为其之后破解蛋白质预测难题奠定了重要的基础。

(2016 年, 许锦波开发全球* AI 蛋白质预测模型)

可以说, 许锦波拉开了 AI 蛋白质结构预测时代的序幕, 他也因此被业界誉为「AI 预测蛋白质结构全球*人」。因为在蛋白质领域的贡献, 他多次被授予美国斯隆研究奖、美国自然科学基金早期职业奖、《PLoS Computational Biology》创新突破奖、国际计算生物学*会议 RECOMB *论文奖和时间检验奖 (Test-of-Time Award) 等荣誉, 也是国际计算生物学官方期刊《Bioinformatics》的编委。

近期, 这位享誉世界的计算生物学专家已经在国内组建团队, 将继续围绕蛋白质预测与设计开展科研攻关和工业应用, 沿着「产学研用」一体化思路, 发展中国自己的智能生命科学。未来,AI 技术将在在蛋白质预测和设计、药物分子发现、药物靶点筛选、分子动力学模拟、合成生物学等诸多领域, 广泛融合创新, 加速创新药从 0 到 1 突破, 推进打造「健康中国」, 并有望在能源、农业、工业、食品、消费品等更广泛的方向上, 创造超越想象的新未来。