每一个植物、动物和人类细胞内都有数以十亿计的分子机器。它们由蛋白质、DNA 等分子组成，它们不能单独发挥作用。只有理解了它们如何在数百万种可能组合中相互作用，我们才能真正理解生命的过程。Google DeepMind 和 Isomorphic Labs 的研究人员在《自然》期刊上发表论文，介绍了他们的最新 AI 模型 AlphaFold 3。AlphaFold 3 能以惊人的精度预测所有生命分子的结构和相互作用。对于蛋白质与其它分子类型的相互作用，AlphaFold 3 比现有方法至少提高了 50%。
每个植物、动物乃至人类细胞内，都存在着数十亿的分子机器。这些机器由蛋白质、DNA等分子构成，它们从不单独运作，而是通过数百万种不同的组合方式相互作用，共同维系生命的奇迹。
在《自然》杂志发表的一篇论文中，我们推出了AlphaFold 3，这是一个开创性的模型，它能以空前的精确度预测所有生命分子的结构和相互作用。与传统的预测方法相比，我们在蛋白质与其他分子类型的相互作用预测上至少提高了50%的准确率，在某些关键的相互作用类别上，准确率甚至翻倍。
我们期待AlphaFold 3能够深化我们对生物世界和药物发现的理解。通过我们新上线的AlphaFold Server，科学家们可以免费使用它的大部分功能，这是一个用户友好的研究工具。Isomorphic Labs正与制药公司合作，利用AlphaFold 3应对现实世界中的药物设计挑战，并致力于开发能够改变患者生活的治疗方法。
我们的新模型继承自AlphaFold 2，后者在2020年对蛋白质结构预测取得了基础性的突破。至今，全球已有数百万研究人员使用AlphaFold 2在疟疾疫苗、癌症治疗和酶设计等领域取得了新发现。AlphaFold已被引用超过20,000次，其科学影响力也得到了认可，包括最近的生命科学突破奖。AlphaFold 3不仅涵盖了蛋白质，还包括了广泛的生物分子，这一飞跃有望在生物可再生材料、作物改良、药物设计和基因组研究等领域带来变革。
AlphaFold 3如何揭示生命分子的秘密
AlphaFold 3能够根据分子的输入列表生成它们的联合3D结构，展示它们是如何完美契合的。它不仅能模拟蛋白质、DNA和RNA等大型生物分子，还能模拟被称为配体的小分子，包括许多药物。此外，AlphaFold 3还能模拟控制细胞健康功能的分子化学修饰，这些修饰的异常可能导致疾病。
AlphaFold 3之所以强大，归功于其先进的架构和全面覆盖生命分子的训练。模型的核心是我们深度学习架构Evoformer模块的改进版，它曾是AlphaFold 2卓越性能的基石。AlphaFold 3通过扩散网络处理输入并进行预测，这一过程类似于AI图像生成器中的技术。从一团原子开始，经过多步迭代，最终精确地确定分子结构。
AlphaFold 3对分子相互作用的预测准确度超过了所有现有系统。作为一个单一模型，它能够全面计算整个分子复合体，独特地整合了科学洞察。
Isomorphic Labs利用AlphaFold 3推动药物发现
AlphaFold 3在药物设计方面展现出巨大潜力，它能够预测药物中常用的分子，如配体和抗体，这些分子能够结合到蛋白质上，改变它们在人体健康和疾病中的相互作用。
AlphaFold 3在预测药物类相互作用方面达到了前所未有的准确
度，包括蛋白质与配体的结合以及抗体与其目标蛋白质的结合。在不需要任何结构信息输入的情况下，AlphaFold 3的准确度比最佳传统方法高出50%，成为首个超越基于物理的工具的生物分子结构预测AI系统。预测抗体与蛋白质的结合对于理解人类免疫反应的各个方面和设计新型抗体至关重要。
Isomorphic Labs结合使用AlphaFold 3和一系列内部AI模型，致力于内部项目的药物设计，同时也与制药合作伙伴一起工作。AlphaFold 3正在帮助加速和提高药物设计的成功——通过帮助理解如何接近新的疾病靶标，以及开发追求以前无法触及的现有靶标的新方法。
AlphaFold Server：免费且易于使用的研究工具
Google DeepMind新推出的AlphaFold Server是全球最准确的蛋白质与其他分子相互作用预测工具。这是一个免费平台，全球科学家可以用于非商业研究。生物学家只需几次点击，就能利用AlphaFold 3模拟由蛋白质、DNA、RNA和一些配体、离子和化学修饰组成的结构。
AlphaFold Server帮助科学家在实验室中快速生成并测试新假设，加速工作流程并激发更多创新。无论研究人员是否拥有计算资源或机器学习专业知识，我们的平台都提供了一种易于生成预测的方法。
实验性蛋白质结构预测可能需要数年时间和数十万美元的费用。我们之前的模型AlphaFold 2已用于预测数亿个结构，这在当前实验结构生物学的速度下，相当于节省了数亿研究人员年的时间。
负责任地共享AlphaFold 3的力量
随着每个AlphaFold版本的发布，我们始终寻求了解该技术的广泛影响，并与研究和安全社区合作。我们采用科学引导的方法，进行了广泛的评估，以减轻潜在风险并广泛共享生物学和人类的益处。
我们在AlphaFold 2的外部咨询基础上，现在已经与50多个领域专家以及生物安全、研究和工业方面的专业第三方进行了接触，以了解连续AlphaFold模型的能力和任何潜在风险。我们还参与了AlphaFold 3发布前的社区范围的论坛和讨论。
AlphaFold Server反映了我们持续共享AlphaFold好处的承诺，包括我们的2亿个蛋白质结构的免费数据库。我们还将在EMBL-EBI的合作下扩展我们的免费AlphaFold在线教育课程，并与全球南方的组织合作，为科学家提供他们需要的工具，以加速采用和研究，包括在资金不足的领域，如被忽视的疾病和粮食安全。我们将继续与科学界和政策制定者合作，负责任地开发和部署AI技术。
开启AI驱动的细胞生物学未来
AlphaFold 3将生物世界带入高清视界。它使科学家能够以前所未有的清晰度观察细胞系统，全面了解其结构、相互作用和修饰。这一新视角揭示了生命分子之间的连接，并帮助我们理解这些连接如何影响生物功能——包括药物的作用、激素的产生和DNA修复等健康维持过程。
AlphaFold 3和我们的免费AlphaFold Server的潜力将通过它们如何赋予科学家加速生物学中未解决问题和新研究领域发现的能力来实现。我们才刚刚开始探索AlphaFold 3的潜力，对未来充满期待。
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