北京
新智元报道
编辑：艾伦
【新智元导读】困扰科学家整整十年的「精卵结合」分子机制，被AlphaFold在短短几分钟内精准预测，这仅仅是它过去五年重写生物学版图的一个缩影。从开源代码到拥有2.4亿结构的免费数据库，它让全球190个国家的330万研究者站在了同一起跑线，被誉为结构生物学的「第二次降临」。
Nature近期发布的最新文章，盘点了谷歌DeepMind的AlphaFold诞生五年来，取得的一系列重大科研突破。
与此同时，谷歌DeepMind也将纪录片《思维游戏》（The Thinking Game）发布在YouTube。
DeepMind官推
纪录片《思维游戏》第一部分
纪录片《思维游戏》第二部分
这是一个关于等待与顿悟的故事，也是生物学在过去五年经历的缩影。
寻找那把丢失的钥匙
在维也纳分子病理学研究所，生化学家安德烈娅·保利（Andrea Pauli）曾陷入长达十年的困惑。
为了搞清楚精子和卵子究竟是如何「相遇」的，她在2018年就在斑马鱼的卵子表面发现了一种至关重要的蛋白质，她给它起名叫「Bouncer」（保镖）。
这个名字很形象，因为如果没有它，受精过程根本不会发生。
但问题在于，这位「保镖」到底是如何识别并放行精子的？
保利的团队和世界各地的同行们苦苦思索，试图在显微镜下通过无数次生化实验解开这个分子层面的「握手」机制，却始终找不到那把钥匙。
直到2020年11月，一场海啸从伦敦的DeepMind实验室呼啸而来。
AlphaFold 2横空出世。
这个AI系统以惊人的精度预测出了蛋白质的三维结构。
那一刻，原本模糊的微观世界突然变得清晰可见。
对于保利来说，这就像是在黑暗的房间里突然开了一盏灯：AlphaFold迅速预测出了一种名为Tmem81的精子蛋白结构，它能与另外两个蛋白形成复合物，恰好构建出一个完美的「口袋」，让「Bouncer」得以嵌入结合。
Tmem81的AlphaFold模型
困扰人类十年的生殖谜题，被AI在几分钟内破解了。
实验随后验证了这一切。
如今，保利感慨道：「它加速了所有的发现。现在我们每一个项目都在用它。」
结构生物学的「第二次降临」
这一幕，只是AlphaFold五周岁生日之际，全球无数实验室里的一个缩影。
把日历翻回五年前的那个深秋，当DeepMind揭开AlphaFold 2的面纱时，科学界感受到的是巨大的冲击。
如果说2018年的第一代版本还只是「令人感兴趣」，那么第二代版本则直接展现了「统治力」。
它生成的3D模型在许多情况下已经与耗资昂贵的实验图谱难以区分。
欧洲生物信息学研究所（EMBL-EBI）的生物信息学家珍妮特·桑顿（Janet Thornton）用了一个极具宗教色彩的比喻来形容这场变革：「拥有了预测万物的模型，其影响是巨大的。这就像是结构生物学的“第二次降临”（Second Coming）。」
这一变革的烈度，量化在数据里是惊人的。
自2021年关于AlphaFold 2的论文在《自然》杂志发表以来，短短几年间，它已被引用了近4万次。
与许多在热点过去后关注度就断崖式下跌的研究不同，AlphaFold的热度曲线是一条昂扬向上的直线。
更重要的是，DeepMind做出了一个决定：他们将其代码开源，并与EMBL-EBI合作建立了数据库。
这个数据库如今像是一个不断膨胀的宇宙，包含了超过2.4亿个预测结构，几乎囊括了人类已知的所有蛋白质。
全球190个国家的330万名研究人员涌入这里，其中超过100万用户来自中国、印度等中低收入国家。
这不仅是技术的胜利，更是科学平权的胜利——无论是在哈佛的顶级实验室，还是在发展中国家的大学宿舍，只要有一根网线，你就能看见生命的精密蓝图。
从预测结构到重塑科学
2024年，AlphaFold的缔造者德米斯·哈萨比斯（Demis Hassabis）约翰·詹珀（John Jumper）分享了诺贝尔化学奖的一半殊荣。
这对于一个诞生仅五年的工具来说，几乎是光速的认可。
但詹珀本人关注的却是另一个问题。
看着像保利这样的科学家利用AlphaFold做出的突破，他不仅感到骄傲，更在好奇：「什么时候会有人因为「使用」AlphaFold而赢得那些大奖呢？」
这绝非随口说出的空话。
一份由DeepMind资助的研究发现，使用AlphaFold的研究人员向PDB（蛋白质数据库）提交的实验结构数量，比未使用该工具的同行多出了约50%。
这揭示了一个现象：AI并没有像某些人担心的那样「取代」实验学家，反而在「反哺」他们。
那些通过X射线晶体学或冷冻电镜得到的模糊原始数据，因为有了AI预测结构的辅助，变得更容易解读。
詹珀说：「我喜欢这种感觉，它帮助了那些最初为我们提供数据的人。」
这形成了一个完美的闭环：人类的实验数据训练了AI，AI反过来帮助人类看清实验数据，进而产生更多的数据。
在这场循环中，科学发现的齿轮被按下了快进键。
五年过去，AlphaFold已经不再是一个单纯的新闻热词，它变成了像移液枪、显微镜一样的科研「基建」。
它悄无声息地融入了每一篇论文的致谢里，融入了每一次药物设计的构想中，融入了人类对生命最本质奥秘的每一次凝视。
在原子与代码的交响中，人类终于不再只是在黑暗中摸索生命的形状，而是点亮了一盏灯，看清了造物主留下的每一行诗句。
参考资料：
https://www.nature.com/articles/d41586-025-03886-9
https://www.youtube.com/watch?v=d95J8yzvjbQ
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