三湘都市报2024年10月12日发布:AI助力化学研究获诺贝尔奖:跨学科合作为啥意义这么大?记者问霍启刚:你太太漂亮,还是妈妈漂亮?他的回答,堪称教科书
⭐发布日期:2024年10月12日 | 来源:三湘都市报
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2024年诺贝尔化学奖揭晓,David Baker、Demis Hassabis和John M. Jumper 三位获奖者,在蛋白质结构预测和设计领域成就卓越。
Baker创建出精确的AI预测工具RoseTTAFold,并成功完成了构建全新蛋白质;而后两位开发了名为AlphaFold2的人工智能模型,该模型解决了一个已有50年历史的难题,能够预测大约两亿种已知蛋白质的复杂结构。
从这次的诺贝尔化学奖来看,蛋白质结构预测和设计领域的突破离不开化学、生物学和计算机科学多学科紧密合作。
传统上,化学研究物质组成、性质和变化规律;生物学聚焦生命现象和生物体结构与功能;计算机科学致力于算法和软件开发。在蛋白质研究中,这三个学科找到共同交汇点。
化学在蛋白质研究中至关重要。蛋白质组成和结构涉及复杂化学过程,化学家通过分析蛋白质化学性质,为其结构预测和设计提供基础。如研究蛋白质化学键、氨基酸相互作用等,有助于理解蛋白质稳定性和功能。
生物学为蛋白质研究提供丰富知识和实验手段。生物学家通过对生物体中蛋白质的研究,揭示其生物学功能和进化规律。实验数据为蛋白质结构预测提供重要参考,也为蛋白质设计提供目标和方向。
AI的加入为蛋白质研究带来革命性变化。随着人工智能技术发展,计算机科学家开发出强大算法和模型,能快速准确预测蛋白质结构。Demis Hassabis 和 John M. Jumper 开发的AI模型,成功解决50年来蛋白质结构预测难题,为蛋白质研究打开新大门。
在蛋白质研究中,化学、生物学和计算机科学合作案例众多。如科学家利用化学方法合成特定蛋白质片段,通过生物学实验验证其功能,最后利用计算机模型进行结构预测和优化。这种跨学科合作方式提高了研究效率,为解决复杂科学问题提供新思路。
跨学科合作优势明显,包括但不限于以下优势:
一方面,能整合不同学科知识和技术,为问题解决提供更全面视角。不同学科专家可相互学习、启发,共同攻克难题。
另一方面,能促进学科之间交流和融合,推动学科发展。在蛋白质研究中,化学、生物学和计算机科学的合作,为蛋白质结构预测和设计带来突破,也为这些学科发展注入新活力。
当然,跨学科合作也有一定的困难和问题,比如如下两个方面:
一方面,不同学科之间语言和思维方式存在差异,可能导致沟通障碍。如化学家习惯用化学术语描述问题,生物学家则更倾向于用生物学概念。因此,在跨学科合作中,需要建立共同语言和沟通平台,促进学科之间交流。
另一方面,跨学科合作需要不同学科专家共同参与,可能涉及资源分配、团队管理等问题。因此,需要建立有效的合作机制,确保跨学科合作顺利进行。
不过,此次蛋白质结构预测和设计领域的跨学科合作,对其他科研领域也有重要启示作用。
比如,在医学领域,跨学科合作可促进药物研发和疾病治疗。化学家、生物学家和医学家可共同合作,开发出更有效的药物和治疗方法。
在材料科学领域,跨学科合作可推动新型材料研发。化学家、物理学家和材料科学家可共同探索材料结构和性能,开发出具有特定功能的新型材料。
不难看出,跨学科合作在推动科学进步中,是起着关键性作用的。而2024年诺贝尔化学奖的颁发,已经再次证明跨学科合作的重要性。在蛋白质结构预测和设计领域,化学、生物学和计算机科学紧密合作,为我们打开一扇通往未知世界的大门。
相信在未来,跨学科合作将在更多科研领域发挥重要作用,为人类进步和发展作出更大贡献。对此,你有什么看法呢?
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刘光远
2秒前:不过,此次蛋白质结构预测和设计领域的跨学科合作,对其他科研领域也有重要启示作用。
IP:49.55.9.*
伊万·马萨戈
3秒前:因此,需要建立有效的合作机制,确保跨学科合作顺利进行。
IP:17.81.1.*
李欣汝
9秒前:比如,在医学领域,跨学科合作可促进药物研发和疾病治疗。
IP:12.67.5.*