蛋白質由氨基酸鏈組成。圖片來源：《新科學家》雜志網站

美國科學家在最新一期《自然·生物技術》雜志上發表論文指出，他們開發出一款新的人工智能（AI）工具ProGen，其能從頭開始設計出已被證明有效的抗菌蛋白質，最新方法有望用于研制新藥。

蛋白質由氨基酸鏈組成，這些氨基酸的順序決定了蛋白質的形狀和功能。在最新研究中，加州生物技術初創公司Profiloent的研究人員使用AI，設計出了數百萬種新蛋白質，然后選取其中一些制成小樣本，以測試它們是否有效。

研究人員指出，ProGen的工作方式與能生成文本的AI相似。ProGen通過學習氨基酸如何結合形成2.8億種現有蛋白質，學會了如何生成新蛋白質。而且，研究人員可讓ProGen專注于設計某一組類似的蛋白質，例如具有抗菌活性的蛋白質。

科學家們對AI的設計過程進行了核查，使其不會讓氨基酸“胡言亂語”。他們也在真實細胞內測試了AI設計出的分子樣本。結果表明，在他們基于AI設計創造出的100個分子中，66個參與了類似于天然蛋白質的化學反應，破壞了蛋清和唾液中的細菌，這表明這些新蛋白質能殺死細菌。隨后，研究人員從中選出反應最強烈的5種蛋白質，并將它們添加到大腸桿菌樣本內，結果其中兩種蛋白質摧毀了細菌。

接下來，研究人員用X射線對這些蛋白質進行了成像，結果表明，盡管這些蛋白質的氨基酸序列與任何現有蛋白質的差異高達30%，但它們的形狀幾乎與天然蛋白質類似。研究人員說，類似的過程可用來研發藥物新分子以供測試。

總編輯圈點

作為有機大分子，蛋白質是生命的重要物質基礎，毋庸置疑也是生命科學的重要研究對象。隨著人工智能技術在生命科學領域的不斷滲透，蛋白質相關研究成為人工智能“試水”的前沿陣地：從可以準確預測蛋白質靜態三維結構的“阿爾法折疊”，到首個嘗試解析蛋白質動態構象的人工智能方法，再到可以從頭開始設計新的蛋白質，甚至專注于設計一組類似的蛋白質，蛋白質研究領域正在見證著人工智能應用的快速迭代升級。