我复现了一个能预测98.5%人类蛋白质的AI——为什么说AlphaFold足以改变全人类？一次始于AI的生物学飞跃

合集 · 图灵计划 (22)

Description

其实很早就想做Alphafold的相关视频了，因为国内的报道比较少，很多非技术的同学缺乏背景知识又很难理解它的重要性。这期视频虽然也做了一点微小的开发工作，但我把重点全部放在了生物和AI领域的知识科普上——就像上期说的，如果一个视频只是炫技展示，可能并不是我的本意，我更希望能把技术背后的知识呈现给大家。这次我特地找到了MindSpore一起合作发布，也算对国产开源框架的支持，如果对技术实现感兴趣的同学可以关注一下他们，可以获取详细的代码和论文。此外B站上也有很多大佬的解读，比如李沐老师的AF系列，也讲解的非常清楚。
 
还有个好消息是华为自研的MEGA-Protein蛋白质预测模型也在这个月开源了，我在做视频时还不知道，不然应该会去试试看。不过想来国内目前只有他家的框架支持Fold的优化训练，先开发出自己的模型也是意料之中。从算法复现、数据集优化再到上下游自研，我希望未来有更多MindSpore和MEGA-Protein的出现，推动国内生物、医疗行业发展，而这一点需要所有人的不断努力。

Comments

三体飞客 2022-07-18

对结构生物学从业者来说，alphafold的出现大大加快了对蛋白结构的认识，是对Xray衍射和冷冻电镜以及溶液NMR等结构鉴定技术的补充。但不是替代或超越。已解析可供alphafold学习的蛋白质结构相比自然界来说仍旧还是太少了。很多蛋白家族极难通过实验方法解析其结构。更无法提供足够算法学习的模型。因此许多蛋白的预测和实际实验结果仍差距很远。至少我实验解析的案例是这样。另外蛋白不是独立发挥功能的，往往会和其他蛋白，或核酸发生互作。且互作存在多种可变的柔性构象时，预测基本无法准确进行。特别是对互作的方式的预测。例如我解析的案例中两个氨基酸序列相同的蛋白，会形成一对结构不同的不对称二聚体，再分别结合一段RNA和一段DNA。alphafold首先无法预测这种复合体的蛋白核酸互作。其次蛋白结构预测也相去甚远。只能说alphafold还长路漫漫其修远兮，他不是结束，是新的开始。

♥ 571 ↩ 30

鲁鲁修_Vi_布尼塔尼亚 2022-07-18

我记得DeepMind还在用人工智能搞可控核聚变，听说已经有点成果了，好像是提升了磁束缚的能力。up有兴趣也科普下嘛？

♥ 334

普林斯请好好学习 2022-07-18

施一公是搞结构的，有次施一公来我们学校线下宣讲时他说AlphaFold使人类现有的蛋白质结构库几乎提升了一个量级，而且预测基本都正确[哦呼]

♥ 205 ↩ 16

Aikuboy 2022-07-18

tx的lol游戏辅助系统中，有针对玩家操作进行评价的系统，比如击杀操作，操作喜好，以及消极游戏预测，那么可以推测得出，腾讯lol服务器中，肯定有用于自动平衡胜率用的玩家匹配系统，即进行一段时间游戏后，系统会根据后台大数据筛选玩家，制造一局必赢局或者必输局。只能说ai早就应用在普通玩家身上了。

♥ 114 ↩ 9

惟迈 2022-07-18

有幸参加过生物奥林匹克竞赛，学到了很多生物信息学的知识，这是知识就像视频里说的那样，如今它和传统研究方法还有差距，但我们有理由相信生物信息学的发展一定会巨大的进步的[打call]

♥ 47

文旭老师 2022-07-18

众所周知，计算机专业比生物专业，更能研究基因[微笑][微笑]

♥ 32 ↩ 9

卡大嚼 2022-07-18

好专业的内容

♥ 26

账号已注销 2022-07-18

股票价格的预测，受到交易信息以外的太多干涉，还是适合单点学习。高效多了。[doge]

♥ 18 ↩ 7

momomomomo 2022-12-25

本科主业是做电镜结构解析，然后大二大三时期参加比赛做过一个生信和合成生物学交叉的项目，算是跟着热潮简单了解过alphafold和trRosetta等结构预测算法。个人感觉是，αfold确实很伟大，很震撼，但要说颠覆结构生物学领域差得还很远。一来是因为其处理结构时本身存在的问题：神经网络的结果可解释性差、对柔性部分难以预测、对复合物结构难以预测、无法将辅因子或者糖基等对蛋白结构的影响考虑在内，并且似乎也没法考虑变构等特殊事件。另一个问题则是根基性的：细胞中蛋白质的结构及其其发挥作用的方式受很多因素的影响，而这些因素的存在经常不能被预先察觉，而是在进行结构解析后才能明白。例如，我们希望了解病毒表面的结构及其与受体结合的结构，但或许影响结合的重要因素是病毒上的糖基；更极端地假设（尽管可能不对），这些糖基还极大地影响了病毒蛋白的结构，这样才使其能够和受体结合。如果单纯使用alphafold，人们并不知道糖基的存在，自然无法得到对复合物结构的正确看法，甚至不能正确计算病毒表面的结构。以上是本人自己的一点看法，请大佬斧正。

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