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蛋白質(zhì)3D結(jié)構(gòu)可用AI解析人工智能影響越來(lái)越深

2020-12-04 09:06:44 來(lái)源：儀表網(wǎng) 閱讀量：6209

　　生物學(xué)界大的挑戰(zhàn)之一——蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)解析如今有望被破解。借由深度學(xué)習(xí)程序AlphaFold，谷歌旗下人工智能公司DeepMind能夠精確預(yù)測(cè)其三維形狀。

　　如果把生物體比作工地，那么蛋白質(zhì)就是工地上的磚頭。人體內(nèi)有成千上萬(wàn)種不同的蛋白質(zhì)，每種蛋白質(zhì)包括數(shù)十上百個(gè)氨基酸，這些氨基酸的順序決定著蛋白質(zhì)的形狀和功能。“結(jié)構(gòu)即功能”是分子生物學(xué)的定理，若能根據(jù)根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列推出其結(jié)構(gòu)，有助于人們加速了解細(xì)胞的組成和運(yùn)作規(guī)律，一些新藥物的研發(fā)也能更快推進(jìn)。

　　長(zhǎng)久以來(lái)，人們需要借助實(shí)驗(yàn)確定完整的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，比如X射線晶體學(xué)和冷凍電鏡，這些方法往往需要數(shù)月甚至數(shù)年時(shí)間，目前人類已發(fā)現(xiàn)的2億蛋白質(zhì)中，只有不到20萬(wàn)的結(jié)構(gòu)被解析。

　　而現(xiàn)在，人工智能也有能力給出精確預(yù)測(cè)的計(jì)算方法，甚至只要幾天甚至半個(gè)小時(shí)。近日，在蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)賽CASP上，DeepMind推出的AlphaFold程序在百余支隊(duì)伍中脫穎而出。CASP的比賽規(guī)則之一是參賽者預(yù)測(cè)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)必須已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證但未公開發(fā)表。預(yù)測(cè)出的結(jié)果會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行匿名檢驗(yàn)，二者相似度越高，得分也就越高。

　　人工智能影響

　　(1)人工智能對(duì)自然科學(xué)的影響。在需要使用數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)工具解決問(wèn)題的學(xué)科，AI帶來(lái)的幫助不言而喻。更重要的是，AI反過(guò)來(lái)有助于人類終認(rèn)識(shí)自身智能的形成。

　　(2)人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響。專家系統(tǒng)更深入各行各業(yè)，帶來(lái)巨大的宏觀效益。AI也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)的發(fā)展。但同時(shí)，也帶來(lái)了勞務(wù)就業(yè)問(wèn)題。由于AI在科技和工程中的應(yīng)用，能夠代替人類進(jìn)行各種技術(shù)工作和腦力勞動(dòng)，會(huì)造成社會(huì)結(jié)構(gòu)的劇烈變化。

　　(3)人工智能對(duì)社會(huì)的影響。AI也為人類文化生活提供了新的模式?，F(xiàn)有的游戲?qū)⒅鸩桨l(fā)展為更高智能的交互式文化娛樂(lè)手段，今天，游戲中的人工智能應(yīng)用已經(jīng)深入到各大游戲制造商的開發(fā)中。

　　伴隨著人工智能和智能機(jī)器人的發(fā)展，不得不討論是人工智能本身就是超前研究，需要用未來(lái)的眼光開展現(xiàn)代的科研，因此很可能觸及倫理底線。作為科學(xué)研究可能涉及到的敏感問(wèn)題，需要針對(duì)可能產(chǎn)生的沖突及早預(yù)防，而不是等到問(wèn)題矛盾到了不可解決的時(shí)候才去想辦法化解。

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