就在这两天,“天津迎战新冠变异病毒奥密克戎 (Omicron)”引发了高度关注。
奥密克戎最早发现于南非,并且席卷了大半个世界,在被发现时已经传播三代。天津作为此次防疫“主战场”,截至昨日 12 时,已经累计 97 例阳性。抗击疫情,刻不容缓。
而与此同时,全球科学家对奥密克戎的研究也没有停滞。来自北卡罗来纳大学夏洛特分校的 Colby Ford 研究团队,便在近日发布了其最新研究成果:
利用 AI 技术,几乎准确地预测了奥密克戎的复杂结构。
他们的工作可以说是“站在巨人的肩膀上”,具体而言,就是利用 AlphaFold2 和 RoseTTAFold,由此预测出了 3D 蛋白质结构。
在论文中,Ford 对研究结果是这样总结的:
奥密克戎受体结合域(RBD)的一些结构变化,可能会减少抗体相互作用,但不会完全避开现有的中和性抗体。
简单来说,就是现有疫苗对奥密克戎病毒有用,但由于其结构的改变,降低了抗体的识别能力。这就能解释,为何现有的奥密克戎感染病例中有已经打过疫苗的患者了。
但这项研究所提供更深远的意义,正如《连线》杂志评价的那样:
可以为未来的药物指明方向。
AI 一小时预测奥密克戎结构关于这项研究,还得追溯到去年的 11 月 27 日。
当日凌晨,世卫组织将这个新冠“最凶变种”正式命名为 Omicron。
而就在第二天,不列颠哥伦比亚大学(UBC)的 Sriram Subramaniam 便火速下载了发布在网上的基因序列组,还安排把奥密克戎的 DNA 样本运送到实验室中。
他们想采用的方法是通过显微镜来揭示奥密克戎的蛋白质 3D 结构。
与此同时,Colby Ford 也在密切关注着这件事情。也是在世卫组织正式命名的前后脚,他尝试用免费的 AI 软件,
从奥密克戎基因组编码的氨基酸序列中预测其结构。
仅仅 1 小时之后,Ford 便得到了他的第一个结果,并且很快将它们发布到了网上。Subramaniam 则是在 12 月 21 日,发表了他们通过显微镜得到的结果。
最终结果表明,Ford 用 AI 技术预测的 2 个蛋白质结构中,有一个被证明是与 Subramaniam 真实观测结果高度接近 ——
中心原子的位置误差只有约半埃(大约是氢原子的半径)。
不过 Ford 认为,对于新冠这类病毒,
研究上的时效显得格外重要,毕竟其传播的凶猛程度也是有目共睹的。
至于 Ford 所采用的 AI 方法,也正如刚才提到的,是基 AlphaFold2 和 RoseTTAFold。整体而言,他的研究主要包含三大方面。