• 我的订阅
  • 科技

ai设计蛋白质新方法登science,利用强化学习

类别:科技 发布时间:2023-04-23 22:05:00 来源:浅语科技

现在,强化学习不仅能下围棋,还能设计蛋白质了!

RoseTTAFold团队独创性方法,利用强化学习、自上而下设计蛋白质复合物结构,登上最新一期Science。

ai设计蛋白质新方法登science,利用强化学习

利用该方法,团队设计出了上百个蛋白质结构。

经电子显微镜等观测证实,这些结构大部分都能在实验室中合成。

而且预期纳米结构和实际纳米结构之间的平均偏差小于单个原子直径,即实现了精确原子级设计。

在实际应用上,由该方法设计出的蛋白质能有效在小鼠体内产生有用抗体,并为未来开发出更有效的疫苗和药物创造可能。

因此团队表示,这是AI设计蛋白质领域的一个里程碑式研究,或将为蛋白质设计领域开创新时代。

ai设计蛋白质新方法登science,利用强化学习

作为AI设计蛋白质领域的明星团队,华盛顿大学DavidBaker教授曾率队开发出精度上可媲美AlphaFold2的蛋白质预测设计方法 RoseTTAFold。

并在实际计算中达到了更快更轻便的效果,只需要一个英伟达RTX2080GPU,10分钟就能算出蛋白质结构。先给预设再不断优化

强化学习的原理,就是通过不断地试错学习,让agent(智能体)通过与环境进行交互获得奖赏指导行为,目标是获得最大的奖赏。

将它应用到蛋白质设计方面,科学家们为程序提供了数百万个简单的起始分子,然后让软件进行一万次尝试,随机地改善每一个预定目标。

程序将以特定方式拉长或弯曲蛋白质,直到学会如何将它们设计为所需的结构。

ai设计蛋白质新方法登science,利用强化学习

该方法先给出了先验约束和得分函数定义目标结构,然后通过强化学习不断探索,以得到定制化的构建模块。

它有别于此前自下而上的设计方法。程序将不再局限于依据已知的寡聚体原件来设计蛋白质,并能从全局角度来优化整个蛋白质结构。

然后再通过蒙特卡洛树搜索算法,确定骨干生成。

该方法能实现给出一个“游戏状态”并选择胜率最高的下一步。AlphaGo中应用了这一原理。

在展开的每个阶段,如果出现了违规情况就中止搜索树;在模拟完成后,则通过一系列分数函数进行最终评估。

结果表明,面对传统“自下而上”方法无法构建的蛋白结构,最新方法不仅能设计结构,而且结果和冷冻电镜结构和计算机模型非常接近。

研究人员构建了数百种结构后表示,这些结构中的大多数都能在实验室中构建。

ai设计蛋白质新方法登science,利用强化学习

而且团队表示,这种方法不仅准确性高,还高度可定制化。

比如可以要求它设计出无孔隙、小孔或大孔不同要求的球状结构,这种能力还有待进一步挖掘。

据了解,该团队致力于设计由许多蛋白质分子组成的新型纳米级结构。这需要设计蛋白质组件,并能够让纳米结构自组装。

在由AI设计的结构中,每个原子都出现了预定的位置上。即预期结构和可实现纳米结构之间的平均偏差不到一个原子的直径,这也可以被称为精确原子设计。

由此团队认为,这种方法能够设计出药物、疫苗等方面的蛋白。

华盛顿大学干细胞和再生医学研究所的研究人员使用血管细胞中的原代细胞(Primarycells)模型,证明了新方法设计的蛋白质结构优于此前方法。

比如在结构上构建出了更为聚集的信号接收受体,这提升了血管的稳定性。团队介绍

该研究来自华盛顿大学DavidBaker教授团队。

ai设计蛋白质新方法登science,利用强化学习

DavidBaker现在是华盛顿大学蛋白质设计研究所所长。1984年在哈佛大学本科毕业,后赴加州大学伯克利分校攻读博士学位。

他致力于研究蛋白质结构预测、设计以及蛋白质折叠机制等领域。是利用AI探索蛋白质结构领域的大佬级人物。

最为人熟知的工作是 RoseTTAFold。

这种蛋白质结构设计方法,不仅在精度上媲美AlphaFold2,并且在算法上更轻便。更有意思的是,它和AlphaFold2同天开源,一个登Sciecne,一个登上Nature。

去年,该团队还提出了一种新的蛋白质设计策略,针对几乎任何感兴趣的靶点蛋白,RoseTTAFold都能设计出与之紧密结合的蛋白质分子作为候选药物,应用可覆盖癌症、新冠等诸多疾病。

而后该团队发表在Science上的研究表明,机器学习可以比以前更快速和精确地构建蛋白质分子。

值得一提的是,在产业化方面DavidBaker以科学联合创始人身份,加入了英国AI创新药企CHARMTherapeutics,去年该公司获得了5千万美元融资。

以上内容为资讯信息快照,由td.fyun.cc爬虫进行采集并收录,本站未对信息做任何修改,信息内容不代表本站立场。

快照生成时间:2023-04-23 23:45:09

本站信息快照查询为非营利公共服务,如有侵权请联系我们进行删除。

信息原文地址:

本文转自:科技日报强化学习:从棋盘游戏到蛋白质设计将带来更有效药物和疫苗科技日报北京4月20日电 (记者张梦然)科学家已成功将强化学习应用于分子生物学的挑战:美国华盛顿大学研究人
2023-04-21 02:25:00
本文转自:科技日报能设计新蛋白质的AI再现突破生成在天然蛋白质中从未见过的拓扑结构科技日报北京7月12日电 (记者张梦然)《自然》杂志11日发表的论文描述了一项结构生物学新突破:
2023-07-13 02:55:00
上海交大团队研发通用人工智能,解决传统蛋白质工程难题
“作为一名基础科研人员,当我第一次看到我们研发的蛋白质工程通用人工智能技术,实现面向功能的蛋白序列设计,并被湿实验验证成功之时,心中涌起的激动是无与伦比的。”上海交通大学自然科学
2024-05-07 09:24:00
AI蛋白质折叠:在生命宇宙中漫游,远眺生物经济的流光
...换成各种形状以逃避回答问题)为名,将其正式命名为“蛋白质(protein)”。而经过他的研究,初步认定了蛋白质是构成动物和植物的基本物质之一。 再往后的故事,如大家所知,2
2024-09-18 15:04:00
AI能生成超越自然界的新型蛋白质,可用于制造特定机械性能材料
蛋白质是生命的基础,也是许多新型材料的灵感来源。然而,自然界中已知的蛋白质只是冰山一角,还有无数未被发现的蛋白质等待探索。如何快速有效地设计出具有特定结构和功能的新型蛋白质,是一
2023-04-24 20:48:00
谷歌DeepMind祭出蛋白质设计新AI,有望攻克癌症!蛋白亲和力暴增300倍
...家族的新成员,堪称是「专精版」的AlphaFold,专注于设计蛋白质结合剂,将大幅减少所需的实验室工作,提升开发效率
2024-09-07 09:49:00
生成式AI大模型:有望实现生命从头设计
...国际顶级期刊《自然》上的论文《用可编程生成模型理解蛋白质空间》也引起科技界轰动。这篇文章用生成式AI大模型生成了自然界中从来没有存在过的蛋白质分子,并经实验验证获得了蛋白质的
2023-12-25 05:45:00
「分子之心」获凯赛生物超亿元战略投资,研发蛋白质设计领域的ChatGPT | 36氪首发
36氪获悉,AI蛋白质设计平台「分子之心」近日完成超亿元战略融资,由合成生物学上市公司凯赛生物(688065.SH)领投
2023-02-20 08:53:00
科学家利用神经网络设计全新蛋白质
...学习与语言模型优势相结合科学家利用神经网络设计全新蛋白质设计蛋白质生物材料的可视化示例。图片来源:马库斯·比勒/《应用物理学杂志》科技日报北京8月29日电 (记者张梦然)美国
2023-08-30 00:56:00
更多关于科技的资讯:
iPhone17系列正式发售,多地门店排起长队,有黄牛加价500元收购Max 256G版本
北京时间9月19日,iPhone 17系列正式发售,线上抢购到首批货源的用户将陆续收到新机,官方零售店也于8:00提前开门营业供预约取货用户取货
2025-09-19 12:06:00
在杭州看见创新未来 第四届数贸会全景前瞻
第四届全球数字贸易博览会(以下简称“数贸会”)将于2025年9月25日至29日在杭州大会展中心举行。作为我国唯一以数字贸易为主题的国家级
2025-09-19 14:13:00
走向国际,INGS英树三度荣获IFSCC青睐
2025年9月15日至18日,第35届IFSCC国际化妆品科学大会以“THE FUTURE IS SCIENCE”为主题于法国戛纳盛大启幕
2025-09-19 14:16:00
国网高密市供电公司:物资仓库里的“绣花功夫”
大众网记者 宋学敏 通讯员 赵雯雯 贾聚光 潍坊报道9月19日,走进国网高密市供电公司物资供应分中心的物资仓库,整齐的货架
2025-09-19 14:23:00
研发投入年增超40%!Coosea酷赛智能凭什么敢在创新上“下血本”?
在智能制造与AI设备行业加速迭代的浪潮中,研发实力已成企业核心竞争力的关键。近日,Coosea酷赛智能披露的研发投入数据引发行业关注——其研发投入年增超40%
2025-09-19 14:51:00
喜茶「超级植物茶」上新一周年,差异化引领新茶饮产品趋势
9月19日,喜茶「超级植物茶」迎来上新一周年。据官方数据显示,「超级植物茶」全系列产品已售出超1亿杯,喜茶坚持采用新鲜的羽衣甘蓝每日现榨
2025-09-19 15:01:00
京东运动户外品类日开启 运动、健身、户外出游全场景好物立减12%
秋高气爽迎国庆,正是走出家门、拥抱自然的好时机。9月19日晚8点至20日,京东运动户外品类日正式开启,携手阿迪达斯、北面
2025-09-19 15:08:00
华为云杨友桂:数智化转型从来不是 \
9月19日,在华为全联接大会2025上,华为高级副总裁、华为云全球Marketing与销售服务总裁杨友桂介绍了华为云如何通过四大关键竞争力
2025-09-19 15:24:00
焕新家庭储鲜,澳柯玛多款行业领先冷柜亮相电博会
鲁网9月19日讯2025年9月19日至21日,中国国际消费电子博览会在青岛国际会展中心盛大举行。作为温度科技专家的澳柯玛
2025-09-19 15:25:00
当下,金融科技行业正站在新一轮周期的关键拐点。当金融科技领域历经市场的深度重塑,行业周期拐点下,平台该如何突围?辽宁自贸试验区(营口片区)桔子数字科技有限公司(简称“桔子数科”)以科技赋能为锚点
2025-09-19 15:28:00
“媒体+科技”构建融媒服务新生态 长城新媒体集团与腾讯签订战略合作协议
金秋时节,硕果盈枝。2025年9月16日,长城新媒体集团有限公司与深圳市腾讯计算机系统有限公司在2025全球数字生态大会期间签订战略合作协议
2025-09-19 15:34:00
做教育行业的“清流”,高途以人文和体育探索营销新范式
进入2025年,教育行业在调整期后逐步迎来品牌动作的复苏潮。在行业变革的深水区,品牌营销往往是透视品牌预期和行业趋势的风向标
2025-09-19 15:34:00
近年来,以网剧、网文、网游为代表的中国文化出海“新三样”,在国际市场取得亮眼表现。9月12日,在《文化纵横》杂志社举办的“迈向全球的当代中国文化产业”研讨会上
2025-09-19 15:34:00
鑫方盛与腾讯云签订全面合作协议共创工业品供应链数智化未来
9月15日,国内工业品供应链领军企业鑫方盛集团(以下简称“鑫方盛”),与腾讯云正式签订全面合作协议。双方将依托腾讯云领先的云计算
2025-09-19 16:04:00
跨维智能与腾讯云达成战略合作,以生成式世界模型驱动具身智能高效落地
9 月 16 日,在 2025 腾讯全球数字生态大会期间,跨维(深圳)智能数字科技有限公司(以下简称 “跨维智能”)与腾讯云正式达成战略合作
2025-09-19 16:04:00