諾貝爾獎|美英三學者奪化學獎 AI推算蛋白質結構破半世紀難題
【有線新聞】本年度諾貝爾化學獎,表揚新型蛋白質的設計和結構分析,包括Google Deepmind創辦人等3名專家獲獎,稱他們利用電腦運算和人工智能揭示蛋白質的奧秘,應用潛力龐大。
今屆化學獎得主分別為美國生物化學家貝克、人工智能公司Google Deepmind創辦人哈薩比斯及美國同事江珀。3人得獎的契機要從預測蛋白質結構的比賽CASP說起,蛋白質通常由20種胺基酸以不同組合摺疊成三維形狀,結構本身亦決定了蛋白質功能,所以預測結構非常重要,但這已是逾半世紀的難題,CASP參賽者就是要從胺基酸序列預測結構。
貝克在1998年首次參賽,以自行研發的軟件Rosetta,輸入序列後利用電腦預測結構,取得不錯成績,他後來想到可以反過來先輸入預設的結構,然後得出相應的序列,這個逆向思路令他在2003年創先河設計出全新種類的蛋白質。不過CASP這道難關仍然存在,要由哈薩比斯接手闖關,他曾研發AlphaGo擊敗天下圍棋好手,並決心再闖高峰。在2018年參加CASP,透過人工智能模型AlphaFold將預測正確的比率提高至6成,但仍無法達到9成的破關標準,到江珀加入研究團隊後帶來轉機。他想到更簡單巧妙的方法,模擬蛋白質活動,推動AlphaFold改良成進階版本,利用大量數據訓練模型,至今推算出約2億種蛋白質結構,有助更好理解抗生素的抗藥性等。
貝克看到AI驚人潛力後亦改良Rosetta,令更多新蛋白質問世,可應用於藥物、疫苗及納米材料等,化學獎獎金合共1,100萬瑞典克朗,折合約800多萬港元,貝克可分得一半,餘下由哈薩比斯和江珀平分。