5月9日，DeepMind推出了全新的分子结构的预测模型AlphaFold3，它能够预测蛋白质
与其他分子之间的相互作用，这不仅仅是技术上的一次飞跃，更是对药物发现领域
的巨大推动，对于理解生命过程中的复杂机制、设计新药以及治疗疾病具有重大的
意义。
AlphaFold 3，成功地打破了预测生命分子结构的传统壁垒，将预测蛋白质以及
其他生物分子间相互作用的精确度提升至前所未有的高度。与现有方法相比，
AlphaFold3在预测蛋白质与其他分子相互作用的准确性上至少提升了50%，在某些
特定类型的相互作用上，这一提升甚至达到了惊人的100%。
这一成就不仅代表了AI技术在生物学应用中的重大突破，更预示着一个新时代
的开启——AI系统首次在预测精度上超越了基于真实生物分子结构的传统预测工
具。
在AI入局之前，其实人们就已经在用计算机分析蛋白质了。但是，那时候预测准确率较
低，弄清一个晶体结构往往就会消耗一个博士生的整个求学生涯，过去五十年间，大约有
二十万个结构被提交到蛋白质数据库。去年当选中科院院士有“清华最年轻教授”之称的颜宁
就是蛋白质结构领域的学者，正因为在蛋白质结构方面的突出贡献，入选2016《Nature》
杂志评选的“中国科学之星”；
在AI入局之后，通过先进的AI算法，能够从原子层面开始，逐步构建出生物分子的3D结
构，还能够模拟分子间的相互作用，包括化学修饰和配体结合等复杂过程。消耗一个博士
生几年的时间才能得到的结构，一张GPU花一个小时就可以得到一个近似的，AlphaFold在
很短的时间内就预测了六七亿个蛋白质结构，而在这之前半个世纪内仅仅只累积了二十万
个蛋白质的结构。网上有人戏言，“颜宁看到AlphaFold，就像骁勇善战的部落首领看到了航
空母舰，不是颜宁不行，而是AlphaFold太强大了。”
2018年第一代AlphaFold采用了经典的卷积神经网络架构，利用来自蛋白数据库的已知蛋
白质结构，把这些蛋白质中每一对氨基酸的距离，链接角度，汇总起来做成一张图，AI用
神经网络消化完他们，再让AI做出自己的预测，AlphaFold一经发布，就获得第13届蛋白质
结构预测大赛冠军。
Alphafold2则将能力更强的Transformer架构引入进来，有了更深更强网络的加持，
AlphaFold2使人类第一次可以预测原子级分辨率的蛋白质结构，它能生成的范围已经涵盖
了人类已知蛋白质的 98% ，基本解决了单链蛋白质的预测问题，也支持了多链，准确度上
也取得了突破，蛋白质之间作用的预测准确率超过 70% 。
而AlphaFold3则引入了Diffusion架构，以直接预测原子3D坐标的方式搭建模型，它不止
可以处理蛋白质，还可以同时输入核酸、小分子、金属离子等物质，并预测它们会如何与
蛋白质结合。
拥有这种能力对于结构预测是极其重要的，因为蛋白质不可能孤立地发挥作用，它一定要
与其他物质产生交流。而这个与其他物质交流的过程，往往是科学家最关心的，也是药物
设计中最重要的过程。
AlphaFold3具备强大的药物设计能力，可以预测药物中常用的分子，如配体和抗体。这些
分子与蛋白质结合，能改变它们在人类健康和疾病中的相互作用方式。在预测药物相互作
用方面，相比PoseBusters基准测试中最好的传统方法，AlphaFold3的准确率提高了50%，
而且无需输入任何结构信息。这使得AlphaFold3成为首个超越基于真实生物分子结构预测
工具的AI系统。
AlphaFold3的能力远不止理论上的突破，它在实践中的表现同样令人瞩目。比如，在
对感冒病毒刺突蛋白与抗体及单糖相互作用的预测中，AlphaFold3生成的结构与实验验证
的真实结构惊人地吻合。这一成果不仅加深了我们对包括COVID-19在内的冠状病毒的理
解，更为开发针对性的治疗方案提供了宝贵的线索。
在推出AlphaFold 3的同时，Google DeepMind也基于AlphaFold 3推出了一个免费平台
——AlphaFold Server，供全世界的科学家进行非商业性研究，预测蛋白质如何与细胞中的
其他分子相互作用。只需点击几下，科学家就可以利用AlphaFold3为由蛋白质、DNA、
RNA以及选择的配体、离子和化学修饰组成的结构进行建模。
值得一提的是，迄今为止AI制药行业还并未诞生任何获批上市的药物。
AlphaFold3为我们呈现了一个高清的生物世界，它让科学家能够洞悉细胞系统的所
有复杂性、结构、相互作用和修饰，从而帮助我们理解这些联系如何影响生物功能，或许能让“AI+制药”的追随者多一分信心。
AlphaFold3的成功不仅仅是技术上的突破，它还代表了深度学习和人工智能在
解决复杂科学问题上的巨大潜力；AlphaFold3通过提供蛋白质及其他生物分子的精
确结构预测，为生命科学研究提供了新的工具和方向，有可能彻底改变我们对生物
学现象的理解和治疗方法的开发；AlphaFold3的预测能力开辟了新的研究领域，可
能会揭示生命系统中未知的相互作用和机制，引领我们走向新的科学前沿；
AlphaFold3的推出无疑是人类科技进步的一个重要里程碑，为我们开启了通往未知
世界的大门。
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