在2024年10月，瑞典皇家科學(xué)院揭曉了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主，再次將人工智能（AI）推上科學(xué)界的聚光燈下。Google旗下DeepMind人工智能實(shí)驗(yàn)室的首席執(zhí)行官Demis Hassabis、總監(jiān)John Jumper，以及華盛頓大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所所長(zhǎng)David Baker，憑借他們?cè)诘鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)領(lǐng)域的突破性工作，共同分享了這一殊榮。
此次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的頒發(fā)，不僅是對(duì)AI在生物學(xué)領(lǐng)域貢獻(xiàn)的認(rèn)可，也標(biāo)志著AI與生物科技的深度融合達(dá)到了新的高度。在獲獎(jiǎng)理由中，Hassabis和Jumper因在“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)”方面的成就受到表彰，而B(niǎo)aker則因其在“計(jì)算蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)”領(lǐng)域的貢獻(xiàn)而獲獎(jiǎng)。而就在前一天，人工智能先驅(qū)Geoffrey Hinton和John Hopfield剛剛榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，進(jìn)一步凸顯了AI在科學(xué)界的重要地位。
值得注意的是，盡管AI在物理學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)廣為人知，但其在化學(xué)，尤其是生物科技方向的應(yīng)用，仍然被視為一塊難啃的骨頭。然而，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，AI在生物科技行業(yè)正逐漸展現(xiàn)出前所未有的潛力。
這一切的轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)生在2020年末的一場(chǎng)線上會(huì)議。當(dāng)時(shí)，全球正面臨疫情的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但正是在這樣的背景下，人工智能在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用迎來(lái)了歷史性的突破。在CASP大會(huì)上，Google DeepMind的John Jumper展示了AlphaFold2，這款工具在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面展現(xiàn)出了驚人的準(zhǔn)確性，精確度超過(guò)90%，遠(yuǎn)超其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
AlphaFold2的成功不僅標(biāo)志著AI在生物學(xué)領(lǐng)域的重大突破，更預(yù)示著跨學(xué)科研究的無(wú)限可能。它能夠在幾天內(nèi)預(yù)測(cè)出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法可能需要數(shù)年時(shí)間和高昂的成本。這一突破迅速在科學(xué)界引起轟動(dòng)，并被《自然》雜志譽(yù)為“將改變一切”的技術(shù)。
隨著AlphaFold2的推出，生物科技行業(yè)迎來(lái)了新的希望。DeepMind隨后與歐洲生物信息學(xué)研究所（EMBL-EBI）合作，啟動(dòng)了AlphaFold數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋了人類、小鼠等生物體的蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)。到2023年，DeepMind更是公布了超過(guò)2億個(gè)蛋白質(zhì)的可能結(jié)構(gòu)，并將其納入數(shù)據(jù)庫(kù)，使得研究人員可以像使用搜索引擎一樣輕松地查找蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)。
不僅如此，DeepMind還在不斷推進(jìn)技術(shù)的邊界。2024年5月，他們?cè)凇蹲匀弧冯s志上發(fā)表了關(guān)于AlphaFold 3的突破性研究。AlphaFold 3采用了Transformer+Diffusion架構(gòu)，能夠生成蛋白質(zhì)、核酸和小分子的3D結(jié)構(gòu)，并揭示它們之間的相互作用。這一最新版本的AI模型在生物分子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)領(lǐng)域掀起了新的風(fēng)暴。
除了DeepMind，其他科技公司也在積極布局AI與生物科技的結(jié)合。meta AI研究團(tuán)隊(duì)推出了ESMFold，這是一個(gè)強(qiáng)大的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模型，并公布了超過(guò)6億種蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果。而David Baker教授和他的團(tuán)隊(duì)則開(kāi)發(fā)了RoseTTAFold，這一工具在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面同樣展現(xiàn)出了出色的性能。
隨著AI技術(shù)的不斷進(jìn)步，生物科技行業(yè)正迎來(lái)前所未有的變革。從藥物研發(fā)到臨床試驗(yàn)，再到疾病診斷和治療，AI正在深刻改變著生物科技的每一個(gè)角落。未來(lái)，隨著更多科技公司和生物醫(yī)藥公司的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，我們有理由相信，AI將繼續(xù)推動(dòng)生物科技行業(yè)向前發(fā)展，為人類健康事業(yè)貢獻(xiàn)更大的力量。
在這場(chǎng)科技革命中，AI不僅是工具，更是推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步的重要力量。隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，我們有理由期待，生物科技行業(yè)將在AI的助力下，迎來(lái)更加輝煌的明天。
