AlphaFold之后,谷歌悄悄造了一个更厉害的AI模型,但这次不公开了
最近,谷歌悄悄推出了被 Nature 评论文章称为“AlphaFold 4”的新 AI,然而这一次却选择了不公开代码。
AlphaFold 能够预测蛋白质结构,帮助人类解决了几十年的生物难题,也拿了诺贝尔奖,全世界有几百万人使用它做研究。大家都知道 AlphaFold 由被谷歌收购的 DeepMind 研发而来,事实上谷歌在英国伦敦还养着一家名为 Isomorphic Labs 的公司,专门研究如何用 AI 设计新药。
此次打造的“AlphaFold 4”是一个名为 IsoDDE 的新 AI,不同的是 AlphaFold 的代码是公开的谁都能下载,而 IsoDDE 是保密的只能谷歌自己享用。
(来源:Isomorphic Labs)
这个被谷歌独享的 AI 到底厉害在哪里?这要先从 AlphaFold 3 说起,AlphaFold 3 已经能够预测蛋白质和小分子的结合方式,这对于找到新药非常重要。药物要想起作用,就像钥匙插进锁孔一样,刚好卡在蛋白质的某个位置上。但是,光知道位置还不够,还得知道这把钥匙插得有多紧。松的肯定起不到作用,太紧了则可能有副作用。
以前测试松紧度的时候,得使用物理学方法慢慢计算,算一次可能得几天甚至几周,费钱而且费力。2025 年,领域内出现一个名为 Boltz-2 的开源模型,已经能够做到使用 AI 预测结合强度,速度比物理学方法快很多。
而 IsoDDE 比 Boltz-2 还准,准确度甚至超过了那些慢吞吞的物理学方法。而且 IsoDDE 特别擅长处理那些长得和训练数据完全不一样的分子。美国哥伦比亚大学的计算机生物学家穆罕默德·阿尔库莱希(Mohammed AlQuraishi )公开表示,这意味着 IsoDDE 解决了最难的问题,也意味着背后研发人员肯定使用了很新的招数。
IsoDDE 还可以预测抗体怎么和抗原结合。对于抗体我们应该都不陌生,新冠疫情期间大家天天测试的就是抗体。抗体药现在是制药领域的现金大奶牛,每年销售额达到几百亿英镑。但是,设计抗体非常困难,因为它有一个 CDR-H3 的环状结构,不仅变化多端,而且很难预测。IsoDDE 在这个环节上,其准确率竟然比 AlphaFold 3 高出 2.3 倍,比 Boltz-2 高出将近 20 倍。
图 | 来自 Runs N' Poses 基准测试的最难泛化类别中的蛋白质-配体结构预测准确率(来源:Isomorphic Labs)
IsoDDE 还有一个找口袋的能力。蛋白质表面有一些凹陷的地方,药物分子可以钻进去。有的口袋藏得很深,平时看不见,只有特定分子靠近才会露出来。IsoDDE 则能从蛋白质的氨基酸序列出发,直接找到这些隐藏的口袋。据了解,背后研发人员使用一种名为 cereblon 的蛋白做测试,这个蛋白拥有一个人类使用了几十年的经典口袋,同时还有一个刚于 2026 年被发现的隐藏口袋。而只需使用序列信息,IsoDDE 就能把这两个口袋全部找到。
目前,Isomorphic Labs 已经将其用于各种新药项目,包括以前那些特别难搞的靶点。所谓难搞就是蛋白质表面光溜溜的,找不到口袋下手,或者口袋太深,药物钻不进去。而 IsoDDE 则能帮助人们找到突破口。
那么,这么厉害的东西,为何不开源?Isomorphic Labs 的选择其实不难理解。制药是几百亿的生意,谁先找到新药谁就能赚大钱,把核心技术藏着自己用在商业上很合理,但是科学进步本就依赖分享和验证,你把最厉害的武器锁在柜子里,别人就没法验证,也没法改进,整个领域的发展速度就会慢下来。
两年前 AlphaFold 3 发布的时候,也是只给了论文没有给代码,被骂了一通之后才开放。这次 IsoDDE 干脆连论文都不发,只给了一份技术报告。但无论如何,IsoDDE 让人们看到了 AI 设计药物的新高度。蛋白质折叠的问题解决之后,下一个问题就是如何设计出来治病的分子。Isomorphic Labs 背后的谷歌显然不想只当一个发论文的,他们也想亲自下场做出能吃的药,以及开辟新的业务增长点。
(来源:Isomorphic Labs)
事实上,IsoDDE 被称之为“AlphaFold 4”并非仅仅因为它在功能上和 AlphaFold 有着一脉相承的风格,背后公司 Isomorphic Labs 更是直接由凭借 AlphaFold 获得诺奖的 DeepMind 创始人戴密斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)亲自下场担任创始人和 CEO。
图 | DeepMind 创始人戴密斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)担任该公司创始人和 CEO(来源:Isomorphic Labs)
该公司的科学顾问委员会同样是“含诺量”十足,凭借开发 CRISPR/Cas9 基因编辑技术而获得诺奖的詹妮弗·杜德纳(Jennifer A. Doudna)以及凭借开发不对称有机催化而获得诺奖的大卫·麦克米伦(David W.C. MacMillan)都在这里担任科学顾问。
(来源:Isomorphic Labs)
因此,说这家公司是全球科研背景最强的公司之一可能并不为过,而下一次 Isomorphic Labs 再被爆出大新闻的时候,也许是带着新药出现在新闻稿或发布会上的时候。
参考资料:
https://www.isomorphiclabs.com/articles/the-isomorphic-labs-drug-design-engine-unlocks-a-new-frontier
https://storage.googleapis.com/isomorphiclabs-website-public-artifacts/isodde_technical_report.pdf
排版:胡巍巍