今年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)了授予華盛頓大學(xué)的“戴維·貝克教授”、谷歌 DeepMind 的“德米斯·哈薩比斯”和“約翰·江珀”，他們因“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)”，破解了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的密碼，從而獲得諾獎(jiǎng)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)委員會(huì)主席“海納·林克”說(shuō)：“蛋白質(zhì)里這20種氨基酸所蘊(yùn)含的潛力，無(wú)論怎樣強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)?！苯衲曛Z貝爾化學(xué)獎(jiǎng)旨在表彰對(duì)氨基酸的全新理解和掌握。獎(jiǎng)金的一半授予“德米斯·哈薩比斯”和“約翰·江珀”，他們利用人工智能成功解決了化學(xué)家們50多年來(lái)一直飽受困擾的一個(gè)問題，那就是如何根據(jù)氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。他們的研究成果讓化學(xué)家們能夠預(yù)測(cè)幾乎所有兩億種已知蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。他們發(fā)明的人工智能程序“AlphaFold 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)”已被全球至少 200 萬(wàn)研究人員使用。它充當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)的“谷歌搜索”，提供對(duì)蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)模型的即時(shí)訪問，加速基礎(chǔ)生物學(xué)和其他相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)步。兩人已經(jīng)獲得了2023年拉斯克獎(jiǎng) 。自2021年兩人在自然雜志發(fā)表《使用 AlphaFold 進(jìn)行高精度蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)》的文章以來(lái)，該論文已被引用超過(guò)13000次?？祁Ｎò部茖W(xué)信息研究所研究分析主管“戴維·彭德爾伯里”將此描述為“非凡的數(shù)字”。
獎(jiǎng)金的另一半授予“戴維·貝克”，他在2003年開發(fā)了計(jì)算機(jī)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)許多人認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)的事情：利用20種不同的氨基酸組成的“生命構(gòu)造塊”設(shè)計(jì)出一種以前不存在的新蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)具有全新的功能。此后，他的研究小組生產(chǎn)出了用于藥物、疫苗等的蛋白質(zhì)，為制造用于藥物、疫苗和其他工具的新型蛋白質(zhì)打開了大門，對(duì)蛋白質(zhì)的更好理解推動(dòng)了醫(yī)學(xué)的巨大突破。
“大衛(wèi)·貝克”1962年出生于美國(guó)華盛頓州西雅圖。1989年獲美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校博士學(xué)位，現(xiàn)為美國(guó)華盛頓大學(xué)西雅圖分校教授。“德米斯·哈薩比斯”1976年出生于英國(guó)倫敦。2009年獲得英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院博士學(xué)位，英國(guó)倫敦 Google DeepMind 首席執(zhí)行官?！凹s翰·江珀”1985年出生于美國(guó)阿肯色州小石城。2017年獲得美國(guó)伊利諾伊州芝加哥大學(xué)博士學(xué)位。英國(guó)倫敦 Google DeepMind 高級(jí)研究科學(xué)家。這三位獲獎(jiǎng)?wù)邔⑵椒?100萬(wàn)瑞典克朗（約合745萬(wàn)元人民幣）獎(jiǎng)金。
科學(xué)家如何通過(guò)計(jì)算和人工智能揭示蛋白質(zhì)的秘密？生命體中如此豐富的化學(xué)反應(yīng)是如何產(chǎn)生的？答案是蛋白質(zhì)的存在，蛋白質(zhì)可以說(shuō)是一種出色的化學(xué)工具。它們通常由20種氨基酸組成，可以以無(wú)數(shù)種方式組合。利用DNA中存儲(chǔ)的信息作為藍(lán)圖，氨基酸在我們的細(xì)胞中連接在一起形成長(zhǎng)鏈。然后，蛋白質(zhì)的神奇之處就出現(xiàn)了：氨基酸鏈扭曲并折疊成獨(dú)特的（有時(shí)是獨(dú)一無(wú)二的）三維結(jié)構(gòu)。正是這種結(jié)構(gòu)賦予蛋白質(zhì)功能。一些蛋白質(zhì)成為可以制造肌肉、角或羽毛的“化學(xué)構(gòu)件”，而另一些則可能成為激素或抗體。它們中的許多部分形成酶，以驚人的精度驅(qū)動(dòng)生命的化學(xué)反應(yīng)。位于細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)也很重要，它們充當(dāng)細(xì)胞與周圍環(huán)境之間的通訊渠道。2003年，“戴維·貝克”已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何掌握生命的組成部分，并創(chuàng)造全新的蛋白質(zhì)。他們的發(fā)現(xiàn)潛力巨大。此后，他的研究小組不斷創(chuàng)造出一個(gè)又一個(gè)富有想象力的蛋白質(zhì)，包括可用作藥物、疫苗、納米材料和微型傳感器的蛋白質(zhì)。第二個(gè)發(fā)現(xiàn)涉及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。在蛋白質(zhì)中，氨基酸以長(zhǎng)鏈連接在一起，折疊起來(lái)形成三維結(jié)構(gòu)，這對(duì)蛋白質(zhì)的功能至關(guān)重要。自1970年代以來(lái)，研究人員一直試圖根據(jù)氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但這非常困難。然而4年前，出現(xiàn)了一個(gè)驚人的突破。2020年，“德米斯·哈薩比斯”和“約翰·江珀”提出了一個(gè)名為“Alpha Fold 2”的AI模型。借助這個(gè)模型，他們能夠預(yù)測(cè)研究人員發(fā)現(xiàn)的幾乎所有2億種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。自他們?nèi)〉猛黄埔詠?lái)，來(lái)自190個(gè)國(guó)家的200多萬(wàn)人使用了Alpha Fold 2。在眾多科學(xué)應(yīng)用中，研究人員現(xiàn)在可以更好地了解抗生素耐藥性并創(chuàng)建可以分解塑料的酶的圖像。沒有蛋白質(zhì)，生命就無(wú)法存在。這三位科學(xué)家的貢獻(xiàn)，就是現(xiàn)在可以預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)自己的蛋白質(zhì)，這給人類帶來(lái)了巨大的利益。
另?yè)?jù)了解，哈薩比斯和江珀在轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì)研究之前，兩人曾研究過(guò)一個(gè)棋類游戲，這個(gè)程序能夠與圍棋的世界頂級(jí)選手較量。哈薩比斯4歲開始下棋，13歲就已達(dá)到大師水平。十幾歲時(shí)，他開始了程序員和游戲開發(fā)者的職業(yè)生涯，開始探索人工智能并涉足神經(jīng)科學(xué)，在那里他取得了幾項(xiàng)革命性的發(fā)現(xiàn)。他利用自己對(duì)大腦的了解，為人工智能開發(fā)了更好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。2010 年，他與朋友合伙創(chuàng)立了Deep Mind公司，為流行的棋盤游戲開發(fā)了精湛的人工智能模型。這家公司2014年出售給谷歌，兩年后Deep Mind引起了全球關(guān)注，當(dāng)時(shí)公司的人工智能機(jī)器人Alpha Go實(shí)現(xiàn)了許多人認(rèn)為是人工智能的頂峰：擊敗了世界上最古老的棋盤游戲之一，圍棋冠軍選手李世石。然而，對(duì)于哈薩比斯來(lái)說(shuō)，圍棋并不是目標(biāo)，而是開發(fā)更好的人工智能模型的手段。在這次勝利之后，他的團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備解決對(duì)人類更重要的問題，因此在 2018 年他報(bào)名參加了第十三屆CASP比賽。CASP是自1994年以來(lái)每?jī)赡赀M(jìn)行一次的全球范圍內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)競(jìng)賽，目的是更好預(yù)測(cè)和破解蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)。6年后，他與江珀獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。拿到了蛋白質(zhì)研究的冠軍。
用戶評(píng)論