Google DeepMind宣布开源其能够预测蛋白质结构的AI模型 AlphaFold 3

Google DeepMind 和 Isomorphic Labs 宣布开源 AlphaFold 3 的模型代码和权重，专为学术研究用途。此举旨在帮助全球科学家使用这一先进的 AI 工具来预测生物分子的结构和相互作用，从而推动生命科学领域的进步。

模型代码和权重：AlphaFold 3 的代码和模型权重已发布，研究人员可以在 GitHub 上获取。这一版本不仅包含核心代码，还包括实现细节和示例，使得学术界可以直接复现和利用。
AlphaFold Server：为了便于不具备高计算资源的研究团队访问，DeepMind 提供了免费的 AlphaFold Server，科学家可以通过在线平台提交分子结构预测任务，模型会自动计算并返回结果。该平台简化了使用流程，使得全球范围内的学者都能轻松获得 AlphaFold 3 的预测能力。
学术和非商业用途：AlphaFold 3 开源的模型权重和代码目前仅限于学术和非商业用途，研究人员可以用于基础科学探索和生物学研究，例如分子结构预测和新药靶标发现。
非商业保护：在学术用途之外的任何商业化应用仍需获得许可。这一限制旨在确保该技术的负责任使用，避免被滥用于未经授权的商业项目。

DeepMind 发布 AlphaFold 3 能够预测所有生命分子结构和相互作用的 AI 模型

AlphaFold 3 的技术进步基于 AlphaFold 2 的成功，并进一步扩展至更复杂的分子结构和更高精度的相互作用预测。主要的改进包括：

多分子支持：AlphaFold 3 不仅能够预测蛋白质结构，还扩展到 DNA、RNA、配体（如小分子药物）、离子等其他生物分子。这使得 AlphaFold 3 可以全面地预测生命中的所有分子结构，适用于更多类型的生物学和化学研究。
更高的分子相互作用预测精度：相比传统方法，AlphaFold 3 在分子相互作用预测的精度上提高了至少 50%，在一些关键的交互类型中达到两倍的精度。例如，AlphaFold 3 在蛋白质与配体、抗体与蛋白质的结合预测上展现了前所未有的准确性，这在药物设计领域尤其重要。
Evoformer 模块改进和扩散网络应用：AlphaFold 3 的核心技术升级包括改进的 Evoformer 模块，这是一种深度学习架构，使得 AlphaFold 2 具备了强大的预测能力。同时，AlphaFold 3 引入了扩散网络，与图像生成 AI 类似，预测分子结构时从一团原子“云”逐步收敛到精确的分子结构。这一方法大大增强了模型对复杂分子形态的预测能力。
整合预测的单一模型：AlphaFold 3 作为一个完整的模型，能够预测整个分子复合物的三维结构及其交互，整合多种生物学见解，使得研究者能够从单一模型中获得全面的分子结构预测结果。

AlphaFold 3 的广泛应用为生物学和药物开发带来了深远影响，尤其在以下几个领域表现出强大优势：

药物设计与抗体开发
- AlphaFold 3 高精度预测蛋白质与小分子（如药物配体）以及抗体-蛋白质的结合位点，能够帮助药物开发人员更精准地设计药物分子并筛选潜在的有效靶点。
- 在抗体药物的设计中，AlphaFold 3 通过预测抗体与靶标蛋白的结合，助力免疫疗法开发。这对于增强疫苗、癌症治疗和抗体药物的开发效率具有重要意义。
分子生物学与结构预测
- AlphaFold 3 支持多种生物分子的结构预测，可以更全面地研究细胞内部的分子机器如何协同工作。例如，蛋白质与 RNA、DNA 的相互作用对于基因调控和蛋白质合成至关重要，AlphaFold 3 能够精确地预测这些复杂分子复合体的结构。
- 在农业和环保科学中，AlphaFold 3 还可以帮助研究土壤和植物中的酶与其他分子的交互，从而开发更抗病的作物和更环保的生物材料。
生物安全与基因编辑
- AlphaFold 3 能够揭示与人类健康密切相关的分子机制，有助于在基因编辑、疫苗设计等生物医学研究中构建更安全、有效的生物技术解决方案。
- 例如，研究人员可以利用 AlphaFold 3 预测病毒蛋白的结构，以了解病毒如何与宿主细胞相互作用，进而设计更有效的抗病毒药物。