“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測不是一個新的領(lǐng)域，學(xué)術(shù)界已經(jīng)做了50多年了，一直沒有突破性成果，為什么谷歌旗下的DeepMind公司做到了？”10月31日，在世界頂尖科學(xué)家生命科學(xué)3.0與交叉研究論壇期間，復(fù)旦大學(xué)復(fù)雜體系多尺度研究院院長在接受澎湃新聞（m.dbgt.com.cn）記者采訪時表示，對這一問題的思考對我們非常有啟發(fā)意義。

馬劍鵬曾在哈佛大學(xué)師從2013年諾貝爾化學(xué)獎獲得者Martin Karplus 教授及 1976年諾貝爾化學(xué)獎獲得者William Lipscomb 教授進行博士后研究。2000年起加入世界著名的美國貝勒（Baylor）醫(yī)學(xué)院和萊斯（Rice）大學(xué)任職，為終身教授。 

2018年起，馬劍鵬加盟復(fù)旦大學(xué)，作為上海市高峰人才引進團隊的核心成員，和諾貝爾化學(xué)獎得主邁克爾·萊維特（Michael Levitt）教授一起建設(shè)復(fù)雜體系多尺度研究院，并擔(dān)任該研究院院長。因在計算生物學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的重要貢獻，馬劍鵬于2004年獲Norman Hackerman化學(xué)研究獎。

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，每個蛋白質(zhì)的氨基酸鏈扭曲、折疊、纏繞成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。科學(xué)界采用了多種技術(shù)手段破解這種結(jié)構(gòu)，通常需要花很長的時間，甚至難以完成。近幾年最熱的就是冷凍電鏡技術(shù)，該技術(shù)也于2017年獲得諾貝爾化學(xué)獎。

然而，截至目前，約有10萬個蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)用實驗方法得到了解析，但這在已經(jīng)測序的數(shù)10億計的蛋白質(zhì)中只占了很小一部分。能否根據(jù)已知的氨基酸序列直接預(yù)測出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)？50多年前開始，科學(xué)家們就在為此努力。

曾經(jīng)開發(fā)出Alphago、戰(zhàn)勝人類頂尖棋手的DeepMind團隊在近兩年獲得了重大進展。2020年12月1日，DeepMind團隊在兩年一度的權(quán)威蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測評估競賽（CASP）中用AlphaFold2擊敗其他參賽團隊。預(yù)測的大部分結(jié)構(gòu)達到了空前的準確度，不僅與實驗方法不相上下，還遠超解析新蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的其他方法。

“我認為這件事情對我們國家是非常有啟發(fā)意義的。有些工作一定要集中優(yōu)勢兵力共同作戰(zhàn)，也可以說是科學(xué)問題工程化，AlphaFold是非常典型的例子之一，當然也有一些問題需要靠科學(xué)家個人去發(fā)揮他們的創(chuàng)造性?！瘪R劍鵬對澎湃新聞記者談到，雖然AlphaFold在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方面做出了巨大的進步，“但往前走還是有很長的距離，所以我們還得趕超。”

除了近年來技術(shù)的進步外，馬劍鵬尤其強調(diào)資源的集中，“DeepMind是谷歌旗下的公司，作為一家公司，他們在這件事情上投了很多錢，如果你光看這件事情或許是虧錢的，但是公司的好處就是可以組織一個很大的團隊去做一件事情。學(xué)術(shù)界雖然有所謂的很多人在從事這方面研究，但其實大多都處于競爭狀態(tài)?！彼a充說，公司的資源并不一定比學(xué)術(shù)界多，但的確比學(xué)術(shù)界集中，所以他們真的把這件事情做成了。

另外值得一提的是，北京時間7月15日，DeepMind團隊在頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了一篇題為“Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold”的論文，全面詳述了2020年底造成轟動的模型，并首次對外分享開源代碼。

“有人在說AlphaFold開源了，我們國家不用搞了，這是大錯特錯?！瘪R劍鵬解釋，“第一，他們所謂的開源只是表層結(jié)構(gòu)開源了，底層技術(shù)沒有開源。第二，你把它拿來你只能做他們的東西，你沒有辦法提高，就像航空發(fā)動機你買來可以，你能往前在進一步嗎？不可能?！?/p>

他甚至認為，對于國家來說，這是核心卡脖子技術(shù)之一。“我們必須從核心算法等底層技術(shù)做起，這也是我們現(xiàn)在重中之重的工作?！睋?jù)介紹，復(fù)旦大學(xué)復(fù)雜體系多尺度研究院在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測領(lǐng)域近期也取得突破，其自主研發(fā)的opus-fold軟件在蛋白質(zhì)側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的預(yù)測精度上，超越了DeepMind的AlphaFold2，相關(guān)論文目前處于審稿階段。

“研究院剛成立的時候還不是全部集中在計算生物學(xué)，但現(xiàn)在比重調(diào)過來了。我覺得現(xiàn)在計算生物學(xué)的勢頭很強，而且這也是我們的強項。在全國的高校中有很多人做冷凍電鏡研究，我們不是唯一的一家，但是算法是我們最大的強項?！瘪R劍鵬表示。