科學(xué)家用AI技術(shù)獲諾貝爾獎化學(xué)獎，專(zhuān)家稱(chēng)AI是重要的技術(shù)手段

極目新聞?dòng)浾?李碗容

通訊員 高翔

10月9日，2024年諾貝爾化學(xué)獎公布，一半授予美國華盛頓大學(xué)科學(xué)家大衛·貝克（David Baker），“以表彰在計算蛋白質(zhì)設計方面的貢獻”；另一半則共同授予谷歌“深度思維”公司創(chuàng )始人、英國科學(xué)家德米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）和該公司85后美國科學(xué)家約翰·M·詹珀（John M. Jumper），“以表彰他們在蛋白質(zhì)結構預測方面的成就”。

這是本年度繼諾貝爾物理學(xué)獎獲得者頒給人工智能領(lǐng)域專(zhuān)家學(xué)者后，諾貝爾獎再次花落人工智能領(lǐng)域。對此，極目新聞?dòng)浾卟稍L(fǎng)了華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院汪盛副教授，汪盛告訴記者，人工智能在生命科學(xué)領(lǐng)域應用廣泛，科學(xué)家們都在積極擁抱先進(jìn)的人工智能技術(shù)來(lái)開(kāi)展前沿研究。

汪盛介紹，三位獲獎科學(xué)家研究的是與人類(lèi)生命健康息息相關(guān)的重要科學(xué)問(wèn)題。不論是高等動(dòng)物還是低等生物，要實(shí)現生命功能都需要一個(gè)執行者，這便是精確折疊且具有復雜三維結構的蛋白質(zhì)，它是支撐人體基本生命活動(dòng)的物質(zhì)。蛋白質(zhì)由20種天然氨基酸經(jīng)肽鍵形成肽鏈，并折疊成三維形狀，其獨特的分子結構決定了蛋白質(zhì)的功能，研究蛋白質(zhì)結構與功能一直是生命科學(xué)和醫學(xué)領(lǐng)域的熱門(mén)方向。

在使用人工智能技術(shù)之前，要得到精確的蛋白質(zhì)結構需要通過(guò)繁雜的實(shí)驗來(lái)完成。經(jīng)典的X射線(xiàn)單晶衍射法需要進(jìn)行蛋白質(zhì)及復合物結晶，這時(shí)常是件非常困難的事情。有些重要功能蛋白質(zhì)如膜蛋白結晶相當困難，必須使用昂貴的電子顯微鏡，結構解析過(guò)程耗費數月、甚至幾年，才能得到精確的三維結構并將其結構可視化。

“人工智能掀起了一個(gè)新的革命浪潮，催生了新的技術(shù)革命。通過(guò)先進(jìn)的計算算法和強大的算力，獲獎的三位科學(xué)家就是利用了人工智能來(lái)克服了之前這些艱難的科學(xué)問(wèn)題。”汪盛說(shuō)。通過(guò)人工智能這一方法，可以直接得到之前我們難以獲得的一些蛋白質(zhì)的結構，并且能從蛋白質(zhì)的氨基酸序列中預測蛋白質(zhì)的3D結構，大大推進(jìn)了人類(lèi)對基本生命過(guò)程的理解。AlphaFold就是一款可以用來(lái)預測蛋白質(zhì)的3D結構的人工智能平臺，約翰·喬普就是該平臺的第一作者。

AlphaFold先進(jìn)理念也經(jīng)常出現在汪盛的課堂上，他表示，在教學(xué)過(guò)程中，自己注重將科技前沿和最新動(dòng)態(tài)傳授給學(xué)生，提升學(xué)生的科學(xué)素養。汪盛表示AI發(fā)展是人類(lèi)科技發(fā)展的一個(gè)必然過(guò)程，從化學(xué)領(lǐng)域研究來(lái)看，AI的運用高效地為科學(xué)家們研究蛋白質(zhì)提供了一些方向和參考。比如目前微塑料對人類(lèi)影響很大，在尋找科學(xué)的酶降解方法時(shí)就可以利用AI技術(shù)。“人工智能通過(guò)輸入大量的樣本，并進(jìn)行深度學(xué)習，就可以得到一些能解決這個(gè)問(wèn)題的潛在候選分子，這為我們開(kāi)展相關(guān)研究提供了重要的輔助手段。”汪盛說(shuō)。

汪盛告訴記者，目前科學(xué)家們都在積極地擁抱人工智能。自己此前在指導學(xué)生參加全國“挑戰杯”大賽時(shí)，就指導學(xué)生將人工智能引入項目研究中，運用這一技術(shù)預測蛋白發(fā)揮活性時(shí)的結構。“我們其實(shí)也可以用生物物理方法，結合基因工程和蛋白質(zhì)工程來(lái)獲得蛋白質(zhì)結構，但是這個(gè)道路可能會(huì )很漫長(cháng)。人工智能則可以盡快提前幫助我們來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。”汪盛解釋。汪盛還向記者介紹，人工智能技術(shù)運用中，強有力的硬件算力和優(yōu)秀的算法起著(zhù)舉足輕重的作用，在這一方面，目前國內和國際還存在一些差距，但未來(lái)差距會(huì )進(jìn)一步縮小。

（來(lái)源：極目新聞）