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照亮整個蛋白質宇宙:DeepMind「順手」放大招,要一舉攻下漸凍人症

日期:2022-08-10

罕見疾病漸凍人症陪伴傳奇物理學家史蒂芬·霍金終生,也困擾醫界和生物學家數十年。而答案可能就是核孔蛋白(neucleoporins)。

學者認為漸凍人症和核孔蛋白組成的核孔複合體有強關聯,複合體控制細胞核與細胞質的物質傳遞,如能更瞭解核孔蛋白,就有可能找到根治漸凍人症的答案。

然而想找到答案不容易:核孔複合體由超過1千條的30多種核孔蛋白組成,以極複雜的方式相互交錯,更別提單條蛋白大小可能只有數奈米,即便用最先進顯微技術也很難觀察,造成生物學家極大障礙。

2019年加入哈佛大學吳皓實驗室的Pietro Fontana,就分配到核孔蛋白這天文級難題。他不是第一個想克服的人,前人已用盡各種手段,付出數十年心血卻無功而返,但Fontana有強棒在手──AlphaFold,知名人工智慧公司DeepMind開發的蛋白質預測模型。

沒多久在AlphaFold幫助下,Fontana就取得關鍵進展:不僅成功預測沒探究清楚的核孔蛋白結構,還首次繪出核孔複合體胞質環(cytoplasmic ring)模型圖,研究論文剛登上《科學》期刊。

此歷史性生物資訊學突破,為治癒漸凍人症等罕見、難治神經退化性疾病找到一絲希望。「我認為AlphaFold完全改變結構生物學」,Fontana表示。但這麼重要的發現和研究,對AlphaFold來說只像「順手幫一下」。



本文列點如下:
● 蛋白質資料庫千倍擴容,成為「蛋白質宇宙」
● 幾分鐘破解世界級生物難題
● 附錄:AlphaFold大事記