AlphaFold蛋白結構預測擊敗人類， AI前途不可限量

講到人工智慧（AI），可能在大多數人腦海里首先想到的是谷歌的AlphaGo。2017年圍棋人機大戰彷彿就在昨天，世界排名第一的天才圍棋少年柯潔敗北絕望痛哭「我贏不了」。人工智慧讓人類真真切切的感受到了自己的強大。

而在生命科學領域，AlphaGo的「孿生兄弟」AlphaFold也讓世界為之顫抖。2018年12月2日，AlphaFold在第13屆全球蛋白質結構預測競賽中擊敗了所有對手，成功根據基因序列預測了生命基本大分子——蛋白質的三維結構。

預測蛋白質3D結構模型示意（圖片來源：DeepMind官網）

#關於蛋白質

蛋白質是生命的物質基礎，也是生命活動的主要承擔者，可以說沒有蛋白質也就沒有生命。蛋白質具有一級、二級、三級、四級結構，其分子結構決定了其功能。所以想要定製蛋白質就要知道它的確切結構。

然而，蛋白質摺疊一度被列入「21世紀的生物物理學」重要課題，是分子生物學奉為規範的中心法則都尚未解決的重大生物學問題。直到美國NIH的Christian Anfinsen博士發現蛋白質不需要其他幫助就可以自發地完成蛋白質摺疊的過程，人類對蛋白質乃至生命密碼的解析才更近了一步。Christian Anfinsen博士也因此獲得了1972年的諾貝爾化學獎。

2017年，美國科羅拉多大學 JILA物理研究中心的生物物理學家們通過對蛋白質摺疊更細緻地測量後發現，蛋白質的摺疊過程比科學家們曾經的預測更為複雜。就在人類對生命孜孜以求的同時，人工智慧迎頭趕超，在蛋白質結構領域的「奧林匹克競賽」上，AlphaFold力壓人類奪得冠軍, 將漫長費力的預測過程縮短至幾小時。

#AI時代已經到來

以目前性能最強悍的超級計算機每秒運算速度峰值可達20億億次，科學家們對蛋白質摺疊的模擬計算仍有可能耗費數年乃至數十年的時間。但是AI能夠更快的做到，而且出錯更少。所以當AI應用到生命科學、醫學等領域時，臨床研究速率、新葯研發、成本等都將大大的降低，患者所要承擔的成本和痛苦也隨之而降，越來越多的人都將從中受益。

其實，目前AI已經在醫療健康領域有不少的應用成功案例，比如新葯研發、輔助疾病診斷、健康管理、醫學影像、臨床決策支持、醫院管理、便攜設備、康復醫療和生物醫學研究等等。

在剛剛落幕的2019年春季CMEF大會上，AI在傳統的醫療、產品、器械面前大放異彩。AI用它強大的數據分析、深度學習、診斷、預測、規範分析能力再一次向世人充分的展示出其廣闊的前景，AI終將在人類社會的各個領域變得不可替代，在生命科學以及醫療方面，人工智慧也將從一個輔助手段變成中流砥柱，造福人類。

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參考資料：

[1] AlphaFold: Using AI for scientific discovery

[2] 破局中國智能醫療，CMEF醫療人工智慧論壇驚喜不斷

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