人工智能“自己”定制新蛋白质

2022-09-19 10:18来源: 科技日报

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  在过去两年中,机器学习彻底改变了蛋白质结构预测。现在,《科学》杂志上的3篇论文描述了蛋白质设计方面的革命:华盛顿大学医学院生物学家的研究表明,机器学习可比以前更准确、更快速地创建蛋白质分子。科学家们希望这一进步将带来更多新的疫苗、疗法、碳捕获工具和可持续生物材料。

  论文资深作者、华盛顿大学医学院生物化学教授、2021年生命科学突破奖获得者大卫·贝克表示,蛋白质是整个生物学的基础,但迄今在每种植物、动物和微生物中发现的蛋白质,远不到所有可能蛋白质的百分之一。有了这些新的软件工具,研究人员应该能够找到解决医学、能源和技术方面长期挑战的方案。

  为了超越自然界中发现的蛋白质,贝克团队成员将蛋白质设计的挑战分解为3个部分,并为每个部分使用新的软件解决方案。

  首先,必须生成新的蛋白质形状。在《科学》杂志上稍早发表的论文中,该团队设计人工智能(AI)通过两种方式生成新的蛋白质形状:第一种称为“幻觉”,类似于基于简单提示就能产生输出的工具;第二种称为“修复”,类似于现代搜索栏中的自动完成功能。

  其次,为加快这一过程,团队设计了一种生成氨基酸序列的新算法。15日发表的论文描述了这个名为ProteinMPNN的工具,运行时间约为1秒,比以前最好的软件快200多倍。它不但结果优于以前的工具,还不需要专家定制即可运行。

  第三,该团队使用“深度思维”公司开发的“阿尔法折叠”来独立评估他们提出的氨基酸序列是否可能折叠成预期的形状。

  研究人员表示,预测蛋白质结构的软件是解决方案的一部分,但它本身无法提出任何新的东西。ProteinMPNN之于蛋白质设计,就像“阿尔法折叠”之于蛋白质结构预测。

  在另一篇论文中,贝克实验室的一个团队证实,新机器学习工具的组合能可靠地生成在实验室中起作用的新蛋白质。

  研究发现,新制造的蛋白质更有可能按预期折叠,因此可使用这一方法创建非常复杂的蛋白质组装体。“这是蛋白质设计中机器学习的开端。”贝克说。(记者张梦然)

[责任编辑: 谢芸 ]
阅读剩余全文(
为你推荐
10月1日清晨,隆重的升国旗仪式在北京天安门广场举行,庆祝中华人民共和国成立73周年。新华社记者 陈钟昊 摄  10月1日清晨,隆重的升国旗仪式在北京天安门广场举行,庆祝中华人民共和国成立73周年。
01
2022年7月18日在陕西省蒲城县拍摄的C919大型客机的试飞机。2022年7月18日在陕西省蒲城县拍摄的C919大型客机的试飞机。新华社记者 丁汀 摄  大型客机是标志性、带动性工程,是我国航空产业发展的新引擎。
01
金秋时节,安徽省合肥市肥东县110多万亩水稻陆续迎来丰收。金秋时节,安徽省合肥市肥东县110多万亩水稻陆续迎来丰收。金秋时节,安徽省合肥市肥东县110多万亩水稻陆续迎来丰收。
01
当日,大连湾海底隧道全线贯通,这是我国北方首条跨海沉管隧道。大连湾海底隧道通车后,将为大连新增一条纵贯南北的快速通道,对缓解大连中心城区交通拥堵、拓展城市发展空间、推动大连湾两岸一体化建设具有重要意义。
30
近日,记者从重庆市文物考古研究院获悉,位于三峡库区的重庆涪陵区小田溪墓群完成了阶段性考古发掘,目前该遗存的田野考古工作已经全面结束,完成发掘面积500平方米,清理墓葬2座,灰坑22个、道路1条、房址1座,出土陶、石、铜、兽骨等文物万余件。
30
游人在陕西省西安市蓝田县九间房镇峪口村荞麦花海游览(9月28日摄)。近日,陕西省西安市蓝田县九间房镇峪口村千亩荞麦迎来盛花期,粉白相间的花海铺满山坡,吸引游客前来游览观光。
30
在9月28日国家文物局举行的“考古中国”重大项目发布会上,云南省文物考古研究所发布了河泊所遗址最新考古成果。在9月28日国家文物局举行的“考古中国”重大项目发布会上,云南省文物考古研究所发布了河泊所遗址最新考古成果。
29
金秋时节,安徽省合肥市肥西县花岗镇河丰社区中稻陆续成熟,当地农民抢抓晴好天气收割水稻,田间地头一派丰收景象。金秋时节,安徽省合肥市肥西县花岗镇河丰社区中稻陆续成熟,当地农民抢抓晴好天气收割水稻,田间地头一派丰收景象。
29
9月28日,成都大熊猫繁育研究基地工作人员抱着2022级新生大熊猫幼仔亮相太阳产房。当日,为迎接即将到来的国庆佳节,成都大熊猫繁育研究基地内十余只2022级新生大熊猫宝宝一起亮相太阳产房。
29
9月27日,由中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火机以全新消防涂装在湖北荆门漳河机场成功完成12吨投汲水试验。本次AG600M投汲水重大试验是继5月31日该型机完成陆上首飞,8月29日完成水上首飞后的又一重大里程碑节点,有效评估了AG600M的投水灭火效果,对实战应用的核心能力进行了系统检验。AG600飞机是为满足中国应急救援体系和国家自然灾害防治体系建设迫切需要研制的重大航空装备,是中国首次按照民用适航标准研制的大型特种飞机
28
载入更多资讯
返回
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮