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诺贝尔化学奖聚焦:AlphaFold如何重塑生命科学

AI资讯1个月前发布 aizhushou
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AlphaFold核孔复合物中发挥了重要作用

北京时间 2024 年10 月 9 日下午,DeepMind 的两位科学家德米斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰·江珀(John M. Jumper)荣获2024年诺贝尔化学奖的一半,以表彰其“对蛋白质结构预测的贡献”,他们开发了能够准确预测蛋白质结构的人工智能工具 AlphaFold。

随着科技的不断进步,科学家们对生命科学的理解也在不断深化。蛋白质是每个生物体内每个生物过程的基础。到目前为止,AlphaFold 已经预测了超过 2 亿种蛋白质结构——即几乎所有科学界已知的已编目蛋白质。如同麦吉汉博士所言:”我们花费数月和数年时间完成的工作,AlphaFold 只用了一个周末就完成了。”

在此背景下,AlphaFold 在核孔复合物(NPCs)的研究中发挥了重要作用,帮助构建了其近完整结构。核孔复合物是人类细胞中最大的复合物之一,对细胞核和细胞质之间的运输至关重要。由于其庞大尺寸和复杂性,之前的研究面临诸多挑战。为了解决这个难题,来自多国研究机构的科学家们结合 AlphaFold 和冷冻电镜技术,取得了显著进展,对理解核孔复合物的功能、生物合成和调控具有重要意义。

诺贝尔化学奖聚焦:AlphaFold如何重塑生命科学

人类核孔复合体模型

在应对全球面临的重大挑战方面,AlphaFold 同样具有潜力。在解决塑料污染问题和保证全球粮食供应方面的研究中, AlphaFold 都有所应用。

据统计,大约91% 的塑料从来没有被回收过,其中大部分最终进入垃圾填埋场,而相当一部分污染了我们的海洋。研究人员正在应用 AlphaFold 加速构建和辨识吃塑料的酶(plastic-eating enzymes),AlphaFold 使他们能够花更少的时间来预测酶的结构,花更多的时间来解决塑料污染危机。

诺贝尔化学奖聚焦:AlphaFold如何重塑生命科学

目前,每年全球高达 40% 的农作物产量因病虫害而流失。这意味着每年损失数十亿吨粮食,对全球粮食安全构成严重威胁。世界各地的研究人员使用AlphaFold,加速科学研究,使植物更能抵抗疾病。在未来,这项工作会有助于保护世界粮食供应。

诺贝尔化学奖聚焦:AlphaFold如何重塑生命科学

AlphaFold 几乎在生物学的每个领域都有所应用,从加速对抗疟疾、帕金森病的治疗、应对耐药细菌,再到设计药物,甚至保护脆弱物种。AlphaFold 已经产生了重大影响。DeepMind 的最终希望 AlphaFold 能够帮助改变人类对生物世界的理解。

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