科學家們已經開發(fā)出人工智能軟件，該軟件可以制造出可用作疫苗、癌癥治療，甚至是消除空氣中碳污染的工具的蛋白質。
這項研究今天發(fā)表在《科學》雜志上，由華盛頓大學醫(yī)學院和哈佛大學領導。這篇文章的標題是“使用深度學習搭建蛋白質功能位點”。
“我們在自然界中發(fā)現(xiàn)的蛋白質是驚人的分子，但設計的蛋白質可以做得更多，”資深作者、HHMI 研究員、華盛頓大學醫(yī)學院生物化學教授大衛(wèi)貝克說。“在這項工作中，我們表明機器學習可用于設計具有多種功能的蛋白質。”
幾十年來，科學家們一直在使用計算機來嘗試設計蛋白質。一些蛋白質，如抗體和合成結合蛋白，已被改編成藥物來對抗 。其他的，如酶，有助于工業(yè)制造。但是一個蛋白質分子通常包含數(shù)千個鍵合原子。即使使用專門的科學軟件，它們也難以研究和設計。
受機器學習算法如何根據(jù)提示生成故事甚至圖像的啟發(fā)，該團隊著手構建類似的軟件來設計新的蛋白質。“這個想法是一樣的：可以訓練神經網絡來查看數(shù)據(jù)中的模式。一旦訓練，你可以給它一個提示，看看它是否可以生成一個優(yōu)雅的解決方案。結果通常是令人信服的——甚至是漂亮的，”lead 說作者約瑟夫·沃森(Joseph Watson)是華盛頓大學醫(yī)學院的博士后學者。
該團隊使用來自蛋白質數(shù)據(jù)庫的信息訓練了多個神經網絡，該數(shù)據(jù)庫是一個公共存儲庫，包含來自所有生命王國的數(shù)十萬蛋白質結構。由此產生的神經網絡甚至讓創(chuàng)造它們的科學家都感到驚訝。
該團隊開發(fā)了兩種設計具有新功能的蛋白質的方法。第一個被稱為“幻覺”，類似于 DALL-E 或其他基于簡單提示產生新輸出的生成 AI 工具。第二個被稱為“修復”，類似于現(xiàn)代搜索欄和電子郵件客戶端中的自動完成功能。
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