AlphaFold 3 向解码分子行为和生物计算迈出重要一步，Nature 子刊锐评

☞☞☞AI 智能聊天, 问答助手, AI 智能搜索, 免费无限量使用 DeepSeek R1 模型☜☜☜

编辑 | KX

如果我们完全了解分子之间是如何相互作用的，那么生物学就没什么可学的了，因为每一种生物现象，包括我们如何感知世界，最终都源于细胞内生物分子的行为和相互作用。

最近推出的 AlphaFold 3 可以直接从蛋白质、核酸及其配体的序列中预测生物分子复合物的 3D 结构。这标志着我们在长期探索生物分子如何相互作用方面取得了重大进展。

AlphaFold 3 代表了直接从复合物序列预测其三维结构的突破，为生物分子相互作用提供了见解。

1. 生物分子的代码

生物分子（如蛋白质或核酸）的一维 (1D) 序列指定细胞功能，类似于一段代码指定程序。该序列表示编程语言中的代码，并通过折叠过程「编译」成机器语言中的代码，形成独特的 3D 结构。

2. 程序的执行

该程序由折叠的生物分子与细胞内其他分子之间的相互作用执行。

3. 生物分子的相互作用

由于其独特的三维结构，生物分子只会与细胞内的一小部分分子（例如 DNA 位点）相互作用，这些相互作用将引发一系列精心策划的化学和结构转化，共同定义生化程序（如转录）。生化过程的产物（如 RNA）代表执行程序的输出。

4. 生物序列的编码

因此，在生物学中，生物分子的一维序列编码了程序以及编译和执行程序的方法；该序列编码了软件和硬件。根据生物分子的一维序列预测其复合物形成的三维结构是理解生物程序如何执行的关键步骤，对我们理解、合理操纵和设计生物系统的能力具有深远的影响。

图示：分子生物学的「计算教条」（来源：论文）

1. AlphaFold 2

• 2025 年发布，革命性的蛋白质结构预测算法
• 中位准确率优于其他方法
• 提供 2 亿种已知蛋白质的预测结构

2. RoseTTAFold

• 2025 年发布，基于深度学习的蛋白质预测工具
• 预测准确率媲美 AlphaFold 2，速度更快、计算需求更低
• 利用多轨神经网络实现高精度

3. AlphaFold Multimer

码上飞

码上飞（CodeFlying） 是一款AI自动化开发平台，通过自然语言描述即可自动生成完整应用程序。

430 查看详情

• AlphaFold 2 的修改版本
• 训练用于蛋白质复合物数据集
• 改进了蛋白质-蛋白质复合物预测

4. AlphaFold 3

• 2025 年 5 月发布
• 超越专业工具，预测蛋白质复合物的 3D 结构
• 显著提升蛋白质-配体和蛋白质-核酸复合物的预测准确率
• 预测包含多种共价修饰的结构

5. 技术更新

• 替换结构模块为扩散模块
• 直接预测单个原子的笛卡尔坐标
• 扩展到更广泛的化学空间

  

  图示：为 AlphaFold 3 的扩散模块提供动力的扩散过程的说明性示例。（来源：论文）

作为 AlphaFold 3 的简化说明：

1. 想象在一个典型的生物分子复合体中，取每个原子的三维坐标。
2. 迭代地向其中添加越来越多的高斯噪声，直到我们得到一个随机分布的空间原子云（正向扩散）。
3. 扩散模型使用多层神经网络来学习逆转这个过程（反向扩散）。

通过这种方式，AlphaFold 3 中的扩散模块学会了：

• 预测给定复合物中每个原子的坐标，而无需预定义的残基框架。
• 包含核酸、离子、配体和化学修饰在内的更广泛的化学空间。

其他改进：

• 用 Pairformer（一种更新的 Transformer 架构）取代 Evoformer。
• 减少对 MSA 处理的重视。
• 更新指标以适应网络架构的变化。

进步和局限性：

• 进步：提高了预测精度，减少了对序列比对的依赖，增加了对残基相互作用的重视。
• 局限性：有时无法正确模拟分子的手性，无法预测大型蛋白质-核酸复合物的结构，生成模型可能会出现“幻觉”。

RNA 预测：

• AlphaFold 3 对 RNA 靶标的预测准确性高于其他方法，但不如顶级人类专家。

AlphaFold 服务器：

• 提供用户友好的界面，但源代码和可执行文件不公开。
• 伪代码代替了源代码，导致了争论和阻碍了进一步的发展。

  

  1. 在考量 AlphaFold 3 带来的结构预测突破时，重要的是要记住，结构生物学的目标不是预测生物分子及其复合物的 3D 结构，而是预测它们的行为以及执行生物程序时会发生什么。

2. 为了在预测分子行为方面取得进展，我们必须认识到结构预测问题并不像看起来那么明确。生物分子及其复合物不会折叠成单一结构，而是形成数千种不同构象的集合，每种构象都有不同的概率和寿命。
3. 了解这些构象景观以及它们在生物分子相互作用时如何变化，对于定量预测亲和力和动力学速率至关重要。
4. 从各种条件下的序列预测构象集合是我们现在必须集中精力解决的问题，从而获得对分子行为的定量和预测性理解。
5. 尽管利用 AlphaFold 3 根据生物分子序列预测其自由和相互复合的 3D 结构，是理解分子行为和生物计算的重要一步，但实验人员不必担心被淘汰。结构生物学领域即将变得更加充满活力。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41594-024-01350-2

以上就是AlphaFold 3 向解码分子行为和生物计算迈出重要一步，Nature 子刊锐评的详细内容，更多请关注其它相关文章！

# 写论文  # 英文seo接单  # 金华网站建设代理  # 太仓网站建设哪里有  # 格力网站网络推广方案  # 乌鲁木齐网站优化外包  # 金山手机网站建设  # 网站建设论文ppt  # 高明seo公司  # 怒江企业网站优化  # 关键词密度优化排名  # 论文写作  # 深度学习  # 的是  # 写一篇  # 学习英语  # 源代码  # 如何用  # 演讲稿  # 笛卡尔  # 相互作用  # 理论  # 神经网络 

相关栏目： 【 行业新闻62819 】 【 科技资讯67470 】

相关推荐： Valve Index VR 头显销量下滑，上市四年的长青树渐失光彩  映宇宙数字人“映映”亮相ChinaJoy，展示AI黑科技实现用户互动  “踩油门，也要会踩刹车” 互联网企业高管谈人工智能发展  “长沙造”无人机，领先的不止植保  人工智能在项目管理中的作用  微软Bing聊天机器人电脑端即将支持语音提问  13条咒语挖掘GPT-4最大潜力，Github万星AI导师火了，网友：隔行再也不隔山了  美图秀秀发布7款AI产品：支持用户创作、商业创作  WPS AI 官网上线：可申请体验官资格，支持 Windows、安卓端下载  构建数字文旅新高地！洛阳涧西区开启元宇宙时代  AI+游戏首度大范围公布实际应用成果，AI全面来临还有多远？  GPT-4不能在麻省理工学院获得计算机科学学位  复盘MWC上海：AI大模型时代到来 通信网络将会怎样改变？  AMD在ChinaJoy展示全新的锐龙AI笔记本，开创了人工智能领域的新时代！  OpenAI高管：AI能创造新的就业机会 但也会淘汰一些  十个AI算法常用库J*a版  联想举办2025创新开放日，展出260余项算力及AI产品技术  XREAL Beam 投屏盒子正式发布：支持“可悬停 AR 空间屏”  优傲机器人的人机协作技术 助力中小企发展  人工智能在商业中的风险和局限性  小米首次曝光 64 亿参数的 MiLM-6B AI 大模型，或将应用于小爱同学  海柔创新携手SAP，以机器人技术助力全球客户升级数智化竞争力  SnapFusion技术大幅提升AI图像生成速度  中国移动副总经理高同庆：打造人工智能时代的智能服务运营新范式  ChatGPT只讲这25个笑话！实验上千次有90%重复，网友：幽默是人类最后的尊严  朝鲜出现国产大型察打一体无人机，实力世界第二，太意外了  生成式AI与云结合，机遇与挑战并存  AI生成新闻网站数量激增，正在疯狂赚取广告收入  零数科技CTO兰春嘉：区块链与人工智能的结合点在数据  到中国科技馆体验“一滴油的奇妙旅行”，线上元宇宙展厅同步开启  用人工智能技术，亚马逊为用户生成产品评论摘要，帮助他们轻松选购  击败LLaMA？史上超强「猎鹰」排行存疑，符尧7行代码亲测，LeCun转赞  借助ChatGPT快速上手ElasticSearch dsl  世界人工智能大会上，科大讯飞宣布与华为联手  眼球反射解锁3D世界，黑镜成真！马里兰华人新作炸翻科幻迷  AI与5G的强强联合：唤醒数字时代的无尽潜能  全新小艺搭载AI大模型，有效提升学生和职场人士的工作效率  B站内测 AI 搜索功能，输入“？”即可体验  此「错」并非真的错：从四篇经典论文入手，理解Transformer架构图「错」在何处  新华三集团总裁兼首席执行官于英涛：人工智能时代需要想象力，更需要精耕务实  印象笔记开放旗下“印象 AI”，可一键生成思维导图、写文章等  水路两栖艇、消防灭火机器人……这个展览“黑科技”抢眼  破解零碳产业园建设规范和成果评价难题  学而思网校推出首个基于自研大模型的《人工智能第一课》  云深处科技绝影 Lite3 与 X20 四足机器人亮相  大厂出品！这个AI网站太顶了，所有功能免费用  智能技术提高现代商业运营的7七种方式  北京市通用人工智能产业创新伙伴计划名单公布，京东科技入选“算力伙伴”  多家欧洲企业签署公开信，批评欧盟 AI 法案草案限制产业发展  田渊栋团队新研究：微调