生物學家稱深度學習正革新創新速度——《華爾街日報》

華盛頓大學蛋白質設計研究所所長戴維·貝克教授。圖片來源：華盛頓大學蛋白質設計研究所人工智能的最新進展已超越撰寫文本、繪製插圖和編寫代碼的工具。這場新AI革命的另一面——深度學習與生物學的結合——至少同樣重要，但公眾認知度卻低得多。

去年11月底，隨着OpenAI文本生成工具ChatGPT的發佈，生成式AI引發了巨大關注。該技術現已被整合到微軟公司旗下包括必應搜索引擎在內的多款產品中。

ChatGPT吸引了投資者和公眾的注意力，尤其是一些用户反映其回答有時令人毛骨悚然。

去年7月，計算生物學迎來里程碑時刻——Alphabet公司旗下DeepMind Technologies宣佈，其AlphaFold2人工智能系統已用於預測科學界已知的幾乎所有蛋白質三維結構，這實質上解決了研究人員過去50年一直試圖攻克的難題。

3月16日，Facebook母公司Meta Platforms表示，其研究部門Meta AI運用名為ESMFold的新型AI計算機程序創建了包含6.17億個預測蛋白質的公共圖譜。與OpenAI的ChatGTP類似，該Meta工具採用大型語言模型，可通過少量字母或單詞預測文本。

一些科學家表示，這些突破將加速藥物研發及生命科學領域的其他進展，從氣候變化研究到新材料開發。這些成果也激勵着其他研究者在計算生物學領域取得更多突破。

華盛頓大學生物化學與計算生物學教授戴維·貝克表示，DeepMind在蛋白質結構預測方面的工作啓發他的團隊利用深度學習技術加速新蛋白質設計。

“DeepMind展示了深度學習技術的強大潛力。我們很自然地開始思考如何將其應用於蛋白質設計領域。“他解釋道。

貝克博士領導的貝克實驗室擁有近80名博士及博士後研究人員，隸屬於該校蛋白質設計研究所。該實驗室設計的蛋白質可應用於藥物和疫苗開發等多個領域。貝克博士估計，得益於深度學習技術與實驗室驗證方法的結合，過去18個月該領域的創新速度提升了十倍。

去年夏天，研究所宣佈首個與其實驗室相關的設計蛋白質藥物在海外獲得全面批准。這是一種採用蛋白質設計研究所納米顆粒技術的新冠疫苗。據研究所聲明，這款名為SKYCovione的疫苗已在韓國獲批使用。貝克實驗室表示，華盛頓大學技術轉移辦公室CoMotion已將該疫苗技術以非專利授權方式許可給SK生物科學公司，授權期覆蓋新冠疫情期間。

該疫苗的生產還得到了葛蘭素史克的貢獻，但據蛋白質設計研究所稱，由於需求低迷，生產已暫停。研究所表示，當前需求低是因為基於原始武漢株的疫苗吸引力下降，且蛋白質疫苗的更新速度比mRNA疫苗更慢。

貝克博士透露，其他採用設計蛋白質的藥物正在進行試驗，包括新冠鼻噴劑、癌症療法、流感疫苗以及針對乳糜瀉和克羅恩病的新療法。

據實驗室數據，過去二十年間，已有17家公司從貝克博士實驗室分拆或在其參與下成立，僅今年就有三到四家初創企業預計將從該實驗室誕生。他表示，該領域正處於技術革命之中，而人工智能是核心驅動力。

生命科學領域成長型投資機構Biospring Partners聯合創始人兼管理合夥人詹妮弗·盧姆指出，整個生命科學領域的初創公司都在使用AlphaFold2和其他深度學習技術。

她認為，人工智能對生命科學的影響程度可能尚未被充分認知。像ChatGPT和採用其底層技術的微軟必應搜索引擎等服務，擁有可供人們免費體驗的網站和應用，用户能用自然語言提問。但免費的AlphaFold蛋白質結構數據庫和Meta包含數億蛋白質的免費ESM宏基因組圖譜，對於未經訓練的人來説並不容易使用。

儘管如此，貝克博士表示：“十年後，這很可能會成為醫學的未來。”

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