最近，人工智能在预测蛋白质结构方面取得了新的突破。 深层思维公司宣布，其人工智能程序 AlphaFold 已经预测了大约 100 万个物种中超过 2 亿种蛋白质的结构，几乎涵盖了科学界已编目的所有蛋白质。
据报道，这些信息将被上传到可公开访问的“阿尔法折叠蛋白结构数据库”。 该数据库是与 深层思维”和欧洲生物信息学研究所合作开发的，去年 7 月上线时包含 98.5% 的人类蛋白质结构。
近年来，AI在预测蛋白质结构方面成绩斐然，国内外公司也纷纷入局。 在AI人工智能激活和数据的驱动下，AI人工智能预测的蛋白质结构正从幕后走向前台，其产业化发展也进入了一个新阶段。
AI预测蛋白质结构背后的计算生物学
蛋白质的三维结构决定了它在细胞中的功能。 确定蛋白质的结构信息在药物研发领域非常重要。 传统上，研究人员使用诸如 X 射线晶体学等方法来确定蛋白质结构，这些方法既费力又昂贵，但往往无法达到预期的结果。 “Alpha Fold”通过学习实验确定的蛋白质结构信息来预测其他蛋白质的三维结构，其预测精度相当高。 欧洲生物信息学研究所的数据显示，3 Alpha Fold 预测有35%是高度准确的，与实验测量值相差无几； 另外 45% 的预测足以在许多场景中使用。
人工智能的发展，让计算生物学越来越活跃。 根据浦发硅谷银行报告《医疗行业投资与退出趋势》，2021年美国市场对计算生物学公司的投资达到59亿美元，同年增长3倍多。 计算生物学公司的投资超过其它行业2倍。 2019年以来完成种子轮/A轮融资的707家生物制药和研发工具公司中，计算生物学公司129家，占比18%。 对计算生物学公司的投资在 2021 年激增，几乎是 2019 年和 2020 年总和的两倍。
在我国，各个科研院所和企业也在进行相关布局。 例如，清华大学人工智能产业研究院培育的人工智能药企华深智药近日宣布，在人工智能与生命科学相结合的领域取得了突破性进展。 研究人员开发了一种用于蛋白质结构预测的新技术。 据华深智药官方介绍，该技术仅从单个蛋白质序列中即可预测出蛋白质的3D结构。
AI人工智能大大提高了蛋白质结构预测的效率。 这就是为什么近年来AI预测蛋白质结构如此火爆，其背后的计算生物学也经历了多年的发展。 计算生物学是基于各种生物数据构建算法和模型，了解生物系统本身并推进相关研究和应用的领域。
加速药物研发、为精准医疗提供助力
计算生物学正在改善传统医药行业高投资、高技术、高风险、周期长的缺点，加速药物研发进程。 有分析表明，我国计算生物学的主要发展方向仍是AI医药，相关初创企业在2017-2021年将出现爆发式增长，都已获得资金支持。
除此之外，计算生物学也为精准医疗的实现提供了助力。
有分析机构认为，在应用方面，计算生物学产业可大致分为三类：一是计算推演生物性质及原理，如蛋白质结构预测、致病机理研究、蛋白质相互作用预测、抗体和抗原的表位预测、基于基因组学寻找疾病成因或寻找新型的生物标志物等。二是搭建预测及判断模型，如AI制药中基于靶点的化合物性质预测，疾病诊断、监控、治疗建模，涵盖细胞、器官、人体的生物模拟器等。三是对生物体进行控制改造，如新疗法、药物开发、精准医疗和生物制造。其中精准医疗或将成为计算生物学长期的重点发力方向。在这个方向上，国外已出现了基于多组学布局的企业。
如2021年11月，阿斯利康、德国默克、辉瑞和梯瓦等6家大药厂与亚马逊、以色列生物科技基金共同推出了创新实验室——AION Labs。该实验室的模式是：在以色列初创生态系统下，建立和投资基于AI和计算生物学技术进行药物发现和开发的初创公司，并为这些公司提供资源、指导，以及合作开发新技术，最后反哺制药行业。AION Labs 在一份声明中指出，其投资的初创公司将利用AI和云计算更快、更高效地找到新的治疗方法，推进以患者为中心的精准医疗。
计算生物学也有助于实现精准医学。
有分析表明，从应用角度来看，计算生物学行业大致可以分为三类：
蛋白质结构预测、致病机制研究、蛋白质相互作用预测、通过抗体表位等生物学特性和原理计算预测抗原。预测，例如基于基因组学的疾病原因发现或新的生物标志物发现。
建立预测及判断模型。它涵盖细胞、器官和人体。如AI制药中基于靶点的化合物性质预测，疾病诊断、监控、治疗建模，涵盖细胞、器官、人体的生物模拟器等。
三、是生物的可控转化，包括新疗法、药物开发、精准医学和生物制造。其中，精准医学可能会成为计算生物学的长期关注点。在这个方向上，基于多组学布局的公司在国外不断涌现。
2021 年 11 月，阿斯利康、默克、辉瑞和梯瓦等六家主要制药公司与亚马逊和以色列生物技术基金会共同成立了创新实验室 AION Labs。该实验室的模式是在以色列的创业生态系统下建立和投资基于人工智能和计算生物学技术的药物发现和开发初创企业，并为这些公司提供资源、指导和合作，提供和做新的发展。技术，并最终反馈给制药行业。 AION Labs 在一份声明中表示，其投资的初创公司将使用人工智能和云计算来更快、更有效地寻找新的治疗方法，推进以患者为中心的精准医疗。
