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谷歌DeepMind日前发布了一项名为AlphaProteo的人工智能系统，该系统能够设计出成功结合目标分子的新型蛋白质，有望在药物设计和疾病研究领域掀起一场革命。
AlphaProteo能够为多种目标蛋白质生成新的蛋白质结合物，包括与癌症和糖尿病并发症相关的VEGF-A。值得注意的是，这是人工智能工具首次成功设计出VEGF-A的蛋白质结合物。
该系统的性能令人印象深刻。在测试的七种目标蛋白质中，AlphaProteo实现了更高的实验成功率，其结合亲和力比现有方法高出多达300倍。 AlphaProteo通过学习蛋白质数据库和AlphaFold预测的超过1亿个结构，掌握了分子结合的复杂性。给定目标分子的结构和首选结合位置，系统可以生成设计用于在特定位点结合的候选蛋白质。
为验证AlphaProteo的能力，研究团队设计了多种目标蛋白质的结合物，包括与感染相关的病毒蛋白以及与癌症、炎症和自身免疫疾病相关的蛋白质。结果令人鼓舞，在所有测试中都观察到了高结合成功率和同类最佳的结合强度。
例如，在针对病毒蛋白BHRF1时，AlphaProteo的88%候选分子在湿实验室测试中成功结合。平均而言，AlphaProteo的结合物在测试的目标中表现出比现有最佳设计方法强10倍的结合能力。
尽管AlphaProteo在蛋白质设计方面取得了重大进展，但实现强结合通常只是设计蛋白质用于实际应用的第一步。在研发过程中仍有许多生物工程挑战需要克服。
然而，谷歌DeepMind的这一突破为加速广泛研究领域的进展提供了巨大潜力，包括药物开发、细胞和组织成像、疾病理解和诊断，甚至作物抗虫性等方面。 随着技术的发展，研究团队计划与科学界合作，利用AlphaProteo解决重要的生物学问题并了解其局限性。他们还在Isomorphic Labs探索药物设计应用。
为确保负责任的开发，谷歌DeepMind正与外部专家合作，为分享这项工作的分阶段方法提供建议，并为制定最佳实践做出贡献，包括参与NTI的新AI生物论坛。
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