[文/不雅察者网专栏作家潘禺]

2016年3月，在不雅看了AlphaGo在围棋这一迂腐游戏中打败了东谈主类天下冠军李世石后，DeepMind聚拢创举东谈主德米斯·哈萨比斯回念念起了我方本科期间的资历。

他那时玩过一个名为Foldit的游戏，玩家不错在游戏中将氨基酸链折叠成卵白质结构，哪怕玩家对生物学一无所知，并不影响他们折叠卵白质。要是DeepMind能用AI来效法围棋人人的直观，难谈不行编写一个算法，用AI来效法Foldit玩家的直观吗？

模拟卵白质折叠的游戏Foldit的界面

卵白质折叠问题

卵白质折叠是一个迷东谈主的问题。

一张纸，在莫得折叠前，不外是压扁的木浆。当你折叠这张纸，就能产生各式功能。比如折成飞机，那么纸飞机就能被投掷并滑行，供孩子们文娱。而要是折成灯笼，就能在中秋节赏识，抒发团圆的好意思好寓意。

地球上已知的卵白质，是领少见亿种不同面容的分子，每一种王人践诺特定的生物学功能。血红卵白和肌红卵白在肌肉和体格中运输氧气，角卵白赋予头发、指甲和皮肤结构，胰岛素使葡萄糖插足细胞转化为能量。这些功能，时常由卵白质的面欢跃结构界说。一串氨基酸分子，在莫得自觉折叠成其固有面容之前，就莫得功能。

一个细胞将称为氨基酸的小分子串联成多肽链，这等于制造卵白质的过程。细胞怎么选拔氨基酸，取决于DNA提供的底层提示集。多肽链一朝拼装好，在极短的工夫，千分之一秒内，会抨击、再抨击，精准地折叠成卵白质的最终三维面容，随后离开分子安装线，立即去践诺它的生物学责任。

图为核糖体使用信使RNA模板制造卵白质

要是卵白质践诺这种折叠过程出了弱点，不实折叠或解缠，就可能导致毒性和细胞死字。好多疾病，如镰状细胞性贫血，等于由不实折叠的卵白质引起的。不实折叠的卵白质相聚成团，是阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的记号。

已知的卵白质结构不错分为四个眉目。

一级结构不错闪现为一条线性的字符串。基本构成单位是一个个的氨基酸，即一个个的字母。常见的氨基酸只须20种，是以一级结构的字符串时常只包含20种字母，不包含的6种字母是BJOUXZ。二级结构等于在一级结构的字符串的基础上，肽链进行折叠变换，造成一种局部的三维结构。三级结构等于把多个二级结构拼接到一齐，折叠成一个完满的卵白质三维结构。四级结构等于多个三级结构分子组合成一个复合物。

四个不同眉目的卵白质结构

20世纪50年代，生物化学家克里斯蒂安·安芬森的发现使他得回了诺贝尔奖。他将卵白质添加到化学溶液中，溶液的马虎导致卵白质不实折叠，但他接下来不雅察到，去除化学剂后，卵白质一经不错自觉地重新折叠，收复其自然的结构。安芬森假定，卵白质折叠成其原始结构是由卵白质的氨基酸序列自动完成的，氨基酸序列里就包含了所需的全部信息。这等于安芬森教条。

安芬森教条意味着，应该有一种身手不错从氨基酸序列料到卵白质的面容，这等于卵白质折叠问题。

分子生物学中的好多假定被称为教条（dogma），最知名的是中心划定（Thecentraldogmaofmolecularbiology），遗传信息的措施进程是DNA制造RNA，RNA制造卵白质，中心划定指出，遗传信息传到卵白质后，不会回流到核酸之中。卵白质折叠范围还有一个教条，叫莱文塔尔（Levinthal）悖论，说的是一个给定的卵白质可供选拔的可能构象的数目是天文数字，即使是一个小卵白质，也需要比天地存在的工夫还要多的工夫来探索统统可能的构象，可谓“一沙一生界，一花一天国”。

安芬森教条的例外，则是东谈主类已知的好多疾病。比如朊病毒的构象，就与应有的原生折叠状况不同。淀粉样卵白疾病，如牛海绵状脑病（疯牛病）、阿尔茨海默病和帕金森病，王人是安芬森教条的例外，原生卵白不实折叠成不同的构象，从而导致致命的淀粉样卵白堆积。

回到卵白质折叠问题，卵白质拼装的工夫这样短，到底是什么东西，将卵白质引向正确的折叠旅途呢？能否从氨基酸序列料到卵白质的结构？折叠的代码和机制是什么？