科学探索|AlphaFold2 爆火背后人类为什么要死磕蛋白质 AlphaFold2|爆火背后|人类为什么

近期在生命科学领域，有一则爆炸性的新闻， DeepMind 的 Al phaFold2 模型，将人类的 98.5% 的蛋白质，全部预测了一遍，并且做成了数据集免费开源，供科研圈的人使用。开放的数据集不仅包括人类蛋白质组，还有大肠杆菌、果蝇、小鼠等 20 个具有科研常用生物的蛋白质组数据，总计超过 35 万个蛋白质的结构。
Al phaFold2 模型的目标是为所有具有已知序列的蛋白提供预测结构。Deepmind 计划在年底将预测数量增加到 1.3 亿个，而这个数量已经达到了人类已知蛋白质总数的一半。

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科研圈因为这一新闻都炸锅了，平时需要花费数月、数年的才能完成的事情，只需要几天就可以搞定，大家无一不在赞叹这个具有划时代意义的时刻。DeepMind 联合创始人兼 CEO Demis Hassabis 谈道：“我认为这是 DeepMind 整个 10 年多生命周期的顶峰。”对于研究人员来说，丰富的蛋白质结构数据有了，开展下一步的研究就顺畅了。
内行人看门道，外行人看热闹，对于学术圈人的集体高潮，外行人的内心都有个大大的问号，预测这么多的蛋白质结构究竟有什么卵用？人类为何一直在和蛋白质死磕？
研究蛋白质的意义
回答这个问题之前，不得不提及生命科学领域最重要的中心法则：遗传信息在细胞内的生物大分子间转录从 DNA→RNA→蛋白质。
如何理解呢？在生物世代繁衍的过程中，生物会把自身携带的遗传物质 DNA 分子，通过复制传递给后代，而在每一代生物从生到死的过程中，这套 DNA 分子以自身为设计蓝图，指导生产大量的蛋白质分子，执行支持生物生存和活动的全部功能。

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中心法则的一端是 DNA ，一端是蛋白质， DNA 可以看做是工厂里面生产制造的设计图纸，而蛋白质就是有各种功能的零部件，造出来的蛋白质有的跑去参与体内各种生物化学反应，比如食物的消化有各种酶的参与，有的在血液中（血红蛋白）积极的运输养料，有的作为信使在细胞之间传递信号，有的作为卫士，参与生物体的免疫大战，各种设计组装出厂的不同蛋白质可以让遗传、发育、繁殖、代谢等生命活动正常运行开展。
对蛋白质进行系统深入的研究，能让我们从更深层次诠释生命体的构成和运作变化规律，进而全面揭示生命运行、发展的机制，激发生物科学、药物研发、合成生物学方面的发展。
我们在中学就已经简单了解过蛋白质了。蛋白质是生物构成的重要基本物质，由各种氨基酸组成，其排列方式和位置的差异使得其种类极其繁多，结构复杂。每种蛋白质的空间结构和功能都大不相同，也因为蛋白质的空间结构，不同的折叠方式使得蛋白质具有的活性和生物性能不定，而这个复杂的特性也就注定了研究蛋白质的路径困难重重。
蛋白质研究的波折之路
蛋白质早在 18 世纪就被法国化学家发现，但是因为技术条件的限制，直到 20 世纪初，科学家才能根据一些技术去深入的研究蛋白质。因为蛋白质结构的复杂与种类极其繁多，研究了解的过程极其费时费力。

科学探索|AlphaFold2 爆火背后 人类为什么要死磕蛋白质

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