陜西
十萬美元一個！人工智能出現以前，蛋白質結構實驗有多貴？
為了掌握這把能通往健康和長壽的鑰匙，科學家們一直在努力尋找各種方法。在實驗層面上，我們可以用X射線晶體衍射、核磁共振波譜學，還有冷凍電鏡三維重構等方法，去解析蛋白質的真實三維結構。但是缺點就在于，它們又貴又慢。搞定一個蛋白質結構，平均需要花費10萬美元以及一個熟練科研工作者幾個月到幾年的時間。所以即使經過四五十年的積累，全世界科學家解析的結構總數也只達到23萬余條，而且其中還有很多是重復或者是相似的結構。
但是根據我們提過的安芬森法則，在給定的條件下，蛋白質折疊之后的三維結構是完全由氨基酸序列決定的。所以從理論上來說，只要找到了正確的方法，并且有足夠的算力，蛋白質的結構是完全可以通過計算得到的。
懷揣著美好的理想，一代又一代的計算生物學家，做出了大量的嘗試。有的采用的是同源結構比對的策略，簡而言之就是照貓畫虎，通過和已有結構比較，來推測一個新的蛋白質大概會長什么樣子。但這種方法的缺點在于，對于沒有參考答案的、全新的蛋白質結構就無能為力。
而另外一些科學家追求的是完全依照物理學的定律和公式，去計算清楚每一個原子在整個折疊過程中的所有動態變化。這樣的好處是可以真正理解蛋白質折疊背后的原理，但壞處就是計算量極度龐大。
斯坦福大學的維賈伊·潘德（Vijay Pande）教授為了能夠匯集算力，曾經發起過一個叫做 Folding@home的科學合作項目，希望利用所有項目參與者電腦中的冗余算力，一起來計算全新蛋白質的折疊過程。如果你下載了他們的軟件，那么當你的電腦熄屏的時候，你的電腦就在悄悄運行蛋白質折疊的計算。但哪怕匯集了數以百萬計的人的算力，真正在論文致謝中提到了Folding@home的也只有不到200篇文章，對整個結構生物學領域產生的影響微乎其微。
這種停滯不前的局面，直到谷歌公司的AlphaFold系列軟件橫空出世，才終于被打破！
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