谷歌DeepMind又一次更新了AlphaFold,推出了全新的生命分子结构的预测模型AlphaFold 3。AlphaFold 2 已为“业界最强”,而AlphaFold 3直接将预测范围,从蛋白质结构扩展到大部分生命分子,准确率也提高了一倍。
飞跃式的进展,让AlphaFold 3的论文登上Nature头条。
来源:Nature官网
具体来说,这次AlphaFold 3的升级,主要是加入了通过Diffusion Model,以直接预测原子3D坐标的方式搭建模型,成功将AI对蛋白质预测的能力扩展到包括DNA,RNA等领域。它可以对蛋白质、DNA 和 RNA 等大型生物分子、小分子(也称为配体)、甚至许多药物进行预测。
例如,AlphaFold 3成功地预测了冠状病毒OC43的刺突蛋白,预测的结果(绿色和黄色部分)与真实情况(灰色部分)高度吻合。
来源:官方博客
AlphaFold 3对分子复合物的预测:
来源:官方博客
复合物由蛋白质(蓝色)与DNA双螺旋(粉色)结合而成。预测的结果与通过实验艰苦发现的真实分子结构(灰色)近乎完美匹配。
预测效果提升显著,直指药物研发
结构生物学在AI引入之前,只有少数蛋白质的构造被真正研究出来。
在2018年12月,AlphaFold1在43种蛋白质中成功预测25种蛋白质的结构,以最高分赢得第13届蛋白质结构预测技术关键评估(CASP)。AlphaFold 2在2020年的CASP上,以高于90%的准确率,再次将其他选手远远甩在身后。
蛋白质折叠的问题虽然依然未能完全解决,但AlphaFold 2代表的技术进步意味着,与实验室方法相比,计算生物学能产出精确度相当的蛋白质结构预测结果,成本也被大幅压缩。
2023年10月底,Alphafold-latest发布,预测蛋白质结构更准,还在此基础上,将能力泛化到核酸、任意小分子配体等其他的生物分子结构的预测上,这意味着,使用AlphaFold的方法,可以对所有重要生物分子及其相互作用进行原子级精确结构预测。
AlphaFold 3在DeepMind在官网发布了博文
https://blog.google/technology/ai/google-deepmind-isomorphic-alphafold-3-ai-model/#life-molecules