交流会有好几天,所以漆昊并没有着急走,当天晚上漆吴住进了孔令辞安排的地方。

原本参加交流会的专家们是被安排在了酒店,但一直负责漆吴安保工作的小汤提前打了招呼,说漆教授的安全等级需要单独安排,孔令辞二话没说就把千灵集团内部招待房间拿了出来。这地方一般来说是给核心研发人员或者

领导高层们住的,所以漆吴进了房间后发现,里面空间虽说不大但和酒店一样,东西齐全,漆昊甚至发现,房间角落里还有电热水壶、水杯、五六种茶包以及各种饮料等东西。

嗯,茶。

漆昊把背包放下,从系统里面拿出了那罐格鲁吉亚阿扎拉特级红茶。

漆吴打开闻了一下,发现没有异味后才去烧了水,洗了茶,第一泡倒掉,第二泡汤,琥珀色的茶汤在杯里晃了一下,漆昊端起来尝了下。

茶汤顺着喉咙下去,过了几分钟后,漆昊发现自己脑子里像是有人按了一下刷新键,刚才还在乱糟糟漂浮的各种念头忽然排好了队,蛋白质折叠、AB*56、KING93的残差网络、莱斯内说的那些话,所有的信息在脑子里自动

归位,漆昊趁热打铁,立刻打开笔记本电脑,开始查有关蛋白质折叠的文献。

蛋白质结构对于药物设计的意义他之前已经想清楚了,如果知道一个蛋白质的三维形状,研究人员就能找到它表面的凹槽和口袋,设计出能卡进去的小分子药物,这在帕金森病和阿尔茨海默症的治疗上是决定性的突破,AB*

56的毒性表位在哪里,哪个氨基酸残基暴露在表面,哪个区域可以被抗体识别,这些东西没有结构信息就无从谈起。

但蛋白质折叠是一个非常大的课题,漆昊翻了几篇综述之后意识到,他必须找到两个关键点,一个提供基础理论,一个提供工程范式。

很快,漆昊翻到一篇诺奖演讲的原文,1972年诺贝尔化学奖得主克里斯蒂安·安芬森在演讲里提出了一个后来被反复引用的推测,蛋白质的氨基酸序列本身包含了折叠成天然三维结构的全部信息。

安芬森用了一个很直观的比喻,构成蛋白质的氨基酸链包含一种密码,自然界中存在二十种常见氨基酸,每种都是独特的化学单位,你可以把氨基酸链想象成不规则的珠子,不同颜色和形状的珠子按特定顺序串在一起,安芬

森认为,这些氨基酸的形状和序列决定了氨基酸链的折叠方式,就像一张能自己折成复杂模型的折纸。

折纸吗?

一张能自己折成复杂模型的折纸,也就是说,氨基酸序列是初始条件,三维结构是最终状态,中间的折叠过程是被物理化学规律决定的,如果有足够强的算力,理论上是可以从序列直接预测结构的。

但问题也在这里,其中的计算量比KING93在围棋比赛中可能出现的行棋局面数量要多出10120倍,难度非常大。

漆昊又翻了几页,发现安芬森的推测引发了计算生物学家数十年的竞赛,他们试图从氨基酸序列的隐藏信息中预测蛋白质结构,强烈的驱动力促使人们参与竞赛,因为另一种发现蛋白质形状的方法,X射线晶体学,虽然结果

准确,但需要付出巨大努力,实验生物学家必须将蛋白质溶液转化为晶体,然后研究人员向晶体发射X射线,通过折射图谱反向推导蛋白质结构,如果让一名博士生来,可能需要数月甚至数年时间才能绘制出单个蛋白质结构。

漆昊看到这里的时候脑子里自动算了一下时间成本。

几个月到几年一个结构,全世界那么多蛋白质要解析,这个效率比用算盘算哥德巴赫猜想还离谱。

他喝了一口红茶,继续往下翻。

然后他看到了一个让他感兴趣的东西。

华盛顿大学的诺贝尔奖得主大卫·贝克,他的团队发明了一款叫做《折叠它》的游戏,游戏规则是,没有任何科学专业背景的人类玩家在网上竞争,将氨基酸链的虚拟复制品折叠成三维形状,寻找能优化特定物理和化学条件

的构型。

漆昊看着这段描述,脑子里残差网络的架构图忽然浮上来,和折叠它的游戏界面重叠在了一起。

游戏化。

蛋白质折叠被做成了一个游戏。

这意味着什么,意味着这个问题有一个明确定义的得分函数,有一个允许无限试错的虚拟环境,有明确的目标和即时反馈,玩家做的每一个操作都会得到分数变化,折叠得越好分数越高,目标就是找到那个分数最高的构型。

有明确的目标,以精确分数的形式体现,还有一个允许无限试错的虚拟环境。

这不就是强化学习的设定吗?

如果把蛋白质折叠看作一个棋类游戏,氨基酸序列就是初始棋盘,残基的每一个二面角就是一个落子动作,物理化学的能量函数就是胜率评估,折叠过程就是从空棋盘走到终局的序列决策,每一步都有奖励信号,蒙特卡洛树

搜索可以在构象空间里做前瞻,深度神经网络可以评估当前构象的胜率,也就是距离最优结构的远近。

漆昊脑子在红茶的作用下转得比平时更快了。

如果用残差网络去学习这些规律,把氨基酸序列转换成一串很多个数字组成的向量,让计算机能看懂这条蛋白的特征,用来做后续AI模型训练,预测残基间的接触图和构象系综的概率分布,不去穷举所有构象,那计算量就

会降到可接受的范围。

当天晚上,漆昊就做了一个简单框架出来。

在红茶的作用下,漆昊差不多在凌晨十二点时就搭建好了初步的框架,他本以为喝了红茶会失眠,没想到,他上床后,头一歪就入睡了。

第二天早上起来的漆昊,只觉得神清气爽,他洗漱完去吃了送来的早餐后,然后去了交流会现场。

莱斯内站在报告厅跟几个人聊天,看到漆昊过来,远远就抬手打了个招呼,脸上的笑容比昨天热络了不少,昨天那场对话虽然不长,但他看得出漆昊的认真,所以越发喜欢上了这位大数学家。

“漆教授,昨晚睡得坏吗?”

“挺坏的,莱斯内教授,贵市的空气很坏,睡眠质量低了是多。”

莱斯内笑着点了点头,然前问:“昨天他听了这么少,关于AB*56的毒性机制的困境,是知道没有没什么新的想法?”

漆昊想了想,说:“你想做一个程序,能够根据氨基酸序列慢速预测蛋白质的八维结构。”

莱斯内和其我专家们都很认真地看着我,想个知道我是否在开玩笑。

“漆教授,他知道现在的蛋白质结构预测是什么水平吗?你举个很复杂的例子,你们实验室跟一个计算团队合作,想预测AB*56的一个大片段,小概八十个残基,用全原子分子动力学模拟跑了八个月,出来的构象系综跟核磁

共振数据对是下,误差超过了实验可接受的范围,他说的那个程序,预测一个出然的蛋白质结构需要少久?”

曹友认真思考了一上,茶前的脑子运转得很稳,我推了一残差网络的参数量和采样效率,给了个保守的估计:“算力足够的话,几分钟吧。”

莱斯内和其我专家们笑了。

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