2024年诺贝尔奖化学奖颁发给了一组科学家,他们使用人工智能破解了几乎所有已知蛋白质的“密码”,而蛋白质是“生命中的化学工具”。
诺贝尔委员会称赞美国生物化学家戴维·贝克完成了“几乎不可能完成的创建全新种类蛋白质”的壮举,并赞扬伦敦谷歌DeepMind公司的德米斯·哈萨比斯和约翰·贾姆珀开发了一个用于预测蛋白质复杂结构的人工智能模型——这一问题已经困扰了科学界50年。
“他们的发现潜力巨大,”委员会在周三于瑞典宣布奖项时说。这一被视为科学成就巅峰的奖金为1100万瑞典克朗(约合100万美元)。
蛋白质是由氨基酸分子组成的多聚体,是生命的基础构建块。它们帮助形成头发、皮肤和组织细胞;它们读取、复制和修复DNA;并且有助于在血液中携带氧气。
尽管蛋白质仅由大约20种氨基酸构建,但这些氨基酸可以几乎以无穷无尽的方式组合,在三维空间中折叠成高度复杂的模式。
委员会表示,星期三的奖项设有两个“一半”。第一部分颁给了英国计算机科学家哈萨比斯 与谷歌的人工智能研究实验室DeepMind联合创办者,以及在美国工作的DeepMind研究员Jumper。
哈萨比斯和贾姆珀因利用人工智能从氨基酸序列预测蛋白质的三维结构而获得荣誉,这使他们能够进一步预测已知的几乎全部约2亿种蛋白质的结构。
“这真是一个独立的突破,解决了物理化学中的一个传统圣杯问题,”瑞典卡罗林斯卡学院医学遗传学教授安娜·韦德尔和瑞典皇家科学院成员告诉美国有线电视新闻网。
他们的AI程序——AlphaFold蛋白质结构数据库——已经被全球至少200万研究人员使用。它充当了“谷歌搜索”一样的角色,提供了对预测的蛋白质模型的即时访问,加速了基础生物学及其他相关领域的发展。该团队已经赢得了2023 拉斯克奖 和 突破奖.
“他们把一切都公开了,所以现在几乎所有领域都可以转向这个数据库并使用这些工具来解决各自的问题。因此,在许多不同领域都取得了飞跃式的进展,”韦德尔说,她自己就在罕见疾病的研究工作中使用过该工具。
自从这对的一篇关键论文于2021年发表,已被引用超过16,000次。科睿唯安科学信息研究所的研究分析负责人David Pendlebury将其描述为“前所未有的,并且反映了这项工作的革命性影响。”他告诉CNN,在总计6100万篇科学论文中,只有大约500篇被引用次数超过了10,000次。
在转向蛋白质之前,二人进行了计算机程序能够挑战世界顶级中国围棋棋手的机器
童年的国际象棋天才哈萨比斯也在17岁时编写了经典游戏视频《主题公园》,据英国皇家学会(世界上历史最悠久的科学学会之一,他也是该学会的一员)称。
“在AlphaFold潜力首次展现后如此短的时间内,今天的获奖清楚地承认了人工智能在科学领域变革性的作用,”英国皇家学会会长阿德里安·史密斯说。
“Demis不仅是该领域最具有开创性的研究人员之一,他还倡导了一种愿景,即人工智能可以作为解锁科学重大挑战并为全社会释放利益的工具,”他在一份声明中补充道。
该奖项的第二部分颁发给了华盛顿大学的教授贝克,因为他利用计算机化的方法创建了之前不存在且具有全新功能的蛋白质。
乔万·阿克维斯特,诺贝尔委员会成员表示,贝克首先利用他的计算机程序“以新的维度绘制蛋白质结构”,然后确定“哪种氨基酸序列可以产生这种结构”。这使得贝克能够创造出这些新蛋白质,“其中大多数以前从未被见过,并且自然界中不存在。”
他说贝克创造的蛋白质种类是“绝对震撼的”。
“看来你现在可以用这项技术几乎构建任何类型的蛋白质了,”Aqvist说。
委员会表示,能够构建新的蛋白质具有广泛的应用潜力,从创造新药物到更快地开发新疫苗。
星期三颁发的化学奖强化了人工智能在科学领域巨大的影响力。
The (没有实际内容可以翻译)诺贝尔物理学奖,于周二颁发,由被称为“人工智能教父”的杰弗里·辛顿和约翰·霍普费尔德分享的,因为他们对人工神经网络的研究成果——这项技术也是新化学奖得主研究工作的基础。
“彭德尔伯里说:‘诺贝尔基金会今年在物理学和化学领域授予获奖者的决定只能用大胆来形容。’‘连续在两个领域承认人工智能在研究中变革性的作用是前所未有的。’”
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