生物学家称深度学习正革新创新速度——《华尔街日报》

华盛顿大学蛋白质设计研究所所长戴维·贝克教授。图片来源：华盛顿大学蛋白质设计研究所人工智能的最新进展已超越撰写文本、绘制插图和编写代码的工具。这场新AI革命的另一面——深度学习与生物学的结合——至少同样重要，但公众认知度却低得多。

去年11月底，随着OpenAI文本生成工具ChatGPT的发布，生成式AI引发了巨大关注。该技术现已被整合到微软公司旗下包括必应搜索引擎在内的多款产品中。

ChatGPT吸引了投资者和公众的注意力，尤其是一些用户反映其回答有时令人毛骨悚然。

去年7月，计算生物学迎来里程碑时刻——Alphabet公司旗下DeepMind Technologies宣布，其AlphaFold2人工智能系统已用于预测科学界已知的几乎所有蛋白质三维结构，这实质上解决了研究人员过去50年一直试图攻克的难题。

3月16日，Facebook母公司Meta Platforms表示，其研究部门Meta AI运用名为ESMFold的新型AI计算机程序创建了包含6.17亿个预测蛋白质的公共图谱。与OpenAI的ChatGTP类似，该Meta工具采用大型语言模型，可通过少量字母或单词预测文本。

一些科学家表示，这些突破将加速药物研发及生命科学领域的其他进展，从气候变化研究到新材料开发。这些成果也激励着其他研究者在计算生物学领域取得更多突破。

华盛顿大学生物化学与计算生物学教授戴维·贝克表示，DeepMind在蛋白质结构预测方面的工作启发他的团队利用深度学习技术加速新蛋白质设计。

“DeepMind展示了深度学习技术的强大潜力。我们很自然地开始思考如何将其应用于蛋白质设计领域。“他解释道。

贝克博士领导的贝克实验室拥有近80名博士及博士后研究人员，隶属于该校蛋白质设计研究所。该实验室设计的蛋白质可应用于药物和疫苗开发等多个领域。贝克博士估计，得益于深度学习技术与实验室验证方法的结合，过去18个月该领域的创新速度提升了十倍。

去年夏天，研究所宣布首个与其实验室相关的设计蛋白质药物在海外获得全面批准。这是一种采用蛋白质设计研究所纳米颗粒技术的新冠疫苗。据研究所声明，这款名为SKYCovione的疫苗已在韩国获批使用。贝克实验室表示，华盛顿大学技术转移办公室CoMotion已将该疫苗技术以非专利授权方式许可给SK生物科学公司，授权期覆盖新冠疫情期间。

该疫苗的生产还得到了葛兰素史克的贡献，但据蛋白质设计研究所称，由于需求低迷，生产已暂停。研究所表示，当前需求低是因为基于原始武汉株的疫苗吸引力下降，且蛋白质疫苗的更新速度比mRNA疫苗更慢。

贝克博士透露，其他采用设计蛋白质的药物正在进行试验，包括新冠鼻喷剂、癌症疗法、流感疫苗以及针对乳糜泻和克罗恩病的新疗法。

据实验室数据，过去二十年间，已有17家公司从贝克博士实验室分拆或在其参与下成立，仅今年就有三到四家初创企业预计将从该实验室诞生。他表示，该领域正处于技术革命之中，而人工智能是核心驱动力。

生命科学领域成长型投资机构Biospring Partners联合创始人兼管理合伙人詹妮弗·卢姆指出，整个生命科学领域的初创公司都在使用AlphaFold2和其他深度学习技术。

她认为，人工智能对生命科学的影响程度可能尚未被充分认知。像ChatGPT和采用其底层技术的微软必应搜索引擎等服务，拥有可供人们免费体验的网站和应用，用户能用自然语言提问。但免费的AlphaFold蛋白质结构数据库和Meta包含数亿蛋白质的免费ESM宏基因组图谱，对于未经训练的人来说并不容易使用。

尽管如此，贝克博士表示：“十年后，这很可能会成为医学的未来。”

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