關注風雲之聲提升思維層次導讀中國科大團隊的工作在蛋白質設計這一前沿科技領域實現瞭關鍵核心技術的原始創新 為工業酶、生物材料、生物醫藥蛋白等功能蛋白的設計奠定瞭堅實的基礎。視頻鏈接：西瓜視頻：http… 關鍵技術的原始創新！中國建立新的蛋白質從頭設計方法 | 科技袁人 - 趣味新聞網
發表日期 5/3/2022, 3:23:25 PM
趣味新聞網記者特別報導 : 關注風雲之聲提升思維層次導讀中國科大團隊的工作在蛋白質設計這一前沿科技領域實現瞭關鍵核心技術的原始創新，為工業酶、生物材料、生物醫藥蛋白等功能蛋白的設計奠定瞭堅實的基礎。視頻鏈接：西瓜視頻：http… .....
關注風雲之聲
提升思維層次
導讀
中國科大團隊的工作在蛋白質設計這一前沿科技領域實現瞭關鍵核心技術的原始創新，為工業酶、生物材料、生物醫藥蛋白等功能蛋白的設計奠定瞭堅實的基礎。
視頻鏈接：
西瓜視頻：
https://www.ixigua.com/7078491028478820902
本視頻發布於2022年3月25日，播放量已達6萬
精彩呈現：
在這三篇論文中，我覺得最優先需要嚮公眾介紹的是蛋白質設計的這篇，因為它屬於“關鍵核心技術的原始創新”。此文的作者是科大生命科學與醫學部劉海燕教授和陳泉副教授等人，標題是《用於蛋白質設計的以骨架為中心的神經網絡能量函數》（A backbone-centred energy function of neural networks for protein design）。聽這個標題是不是莫名其妙？科大主頁上的新聞標題就容易理解多瞭：《中國科大建立新的蛋白質從頭設計方法》（http://news.ustc.edu.cn/info/1055/78363.htm）。
上過高中的人，都知道蛋白質是生命的基礎，蛋白質是由氨基酸組成的，蛋白質中的氨基酸總共有20種。給定一個氨基酸序列，如何確定它的空間結構，然後如何確定它的功能？這是正嚮的問題，即蛋白質結構預測。也可以反過來問：我們希望實現某種功能，希望得到某種空間結構，請問什麼樣的氨基酸序列會産生這樣的結構？這是逆嚮的問題，即蛋白質設計。
對實用來說，顯然蛋白質設計比結構預測更加有用，同時也更加睏難。比如說一個蛋白質有100個氨基酸，每一個位置有20種可能，總的序列數就是20的100次方，這是個天文數字。你怎麼知道這20的100次方個氨基酸序列中，哪一個能實現某種功能？挨個窮舉等到太陽爆炸都窮舉不完，必須尋找快速的算法。
我的朋友、二氧化碳閤成澱粉的第一作者、中國科學院天津工業生物技術研究所副研究員蔡韜博士，就對蛋白質設計充滿期待。因為他們的工作依賴於尋找閤適的酶催化劑，酶就是蛋白質。如果能快速設計齣能催化某種反應的酶，他們就可以進一步提高二氧化碳閤成澱粉的效率，或者創造更多的奇跡。
蔡韜跟我說過，希望量子計算機能幫他們實現這個目標。我告訴他，量子計算機還遠沒有實用呢。現在好消息來瞭，在量子計算機實用之前，劉海燕等人的方法就有望把蛋白質設計推進一大步！
世界上為什麼會存在可設計的骨架結構？可以想到，這是因為決定它的相互作用是與側鏈無關的或者對側鏈不敏感的。這就提示我們，可以構造齣這樣的能量函數，它完全由骨架結構決定，而與側鏈無關。具體的實現方法，是神經網絡。現在大傢明白，《用於蛋白質設計的以骨架為中心的神經網絡能量函數》這個標題是啥意思瞭吧？
劉海燕等人提齣的能量函數叫做SCUBA，它是Side Chain-Unknown Backbone Arrangement的縮寫，即“側鏈未知的骨架安排”。他們還提齣過一個模型叫ABACUS，這個詞是“算盤”的意思，但在這裏是A Backbone Based Amino Acid Usage Survey的縮寫，即“一種基於骨架的氨基酸使用調查”。
SCUBA是在不限骨架的情況下，找齣哪些骨架可設計。ABACUS是在給定骨架的情況下，找齣哪些氨基酸序列對應這個骨架。兩者結閤起來，就構成瞭一條全新的蛋白質從頭設計路綫。
這條路綫有什麼好處？跟傳統的做法對比一下就知道瞭。傳統的做法叫做RosettaDesign，它是由美國北卡羅來納大學教堂山分校的科學傢設計的一種方法。迴顧一下，天然蛋白質都是可設計的，但反之則不然。他們的思路就是盡量利用天然蛋白質的信息，把天然蛋白質結構作為模闆拼接起來。這樣相當於隻在淺水區遊泳，安全是能保證瞭，但有大量的地方到不瞭。
劉海燕等人到達瞭深水區。他們從頭設計瞭9種蛋白質，測量瞭它們的高分辨晶體結構，確認它們的實際結構與設計模型一緻。最妙的是，其中5種蛋白質具有天然蛋白質中尚未觀察到的新型拓撲結構。如果你用傳統方法，你永遠都不會找到這些結構的！
所以《Nature》的審稿人評論：“與現有方法不同，現有方法要麼使用參數方程來描述預定義螺鏇結構的空間，要麼基於片段組裝的方法依賴於已知蛋白質片段。SCUBA方法原則上允許人們探索任意主鏈結構，然後填充序列，允許人們設計比自然界中觀察到的更廣泛的蛋白質幾何結構。”新聞報道：中國科大團隊的工作在蛋白質設計這一前沿科技領域實現瞭關鍵核心技術的原始創新，為工業酶、生物材料、生物醫藥蛋白等功能蛋白的設計奠定瞭堅實的基礎。大傢體會到這些詞的分量瞭吧！
最後我想說，20多年前我讀博士的時候就見過劉海燕老師，當時他的頭發已經花白瞭。在最新的團隊照片中，他的頭發已經全白瞭。其實劉老師齣生於1969年，今年纔53歲而已。從這一頭白發，就能看齣他是個多麼用功的人。
我讀博士的時候也見過他們團隊的開創者施蘊渝院士，她是我國物理學前輩施士元先生的女兒。施士元是居裏夫人為中國培養的唯一的物理學博士，也是“中國的居裏夫人”吳健雄的老師。他們三四十年代時的條件非常艱苦，施蘊渝老師開闢科大的計算結構生物學方嚮時條件也很有限。幾代人的艱苦奮鬥纔能結齣碩果：寶劍鋒從磨礪齣，梅花香自苦寒來。
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當地時間5月3日，美國國傢科學院（National Academy of Sciences）公布瞭2022年新當選的院士（120人）和外籍院士（30人）名單，以錶彰他們在原創研究中持續、傑齣的成就。至此，美國國傢科學院已有2512名院士、517名外籍院士活躍在科研崗位上。 其中，中國科學院生態環境研究中心主任、研究員，生態學傢歐陽誌雲當選為美國科學院外籍院士。此外，還有5位華裔教授當選美國科學院院士，分彆為崔屹（Cui Yi）、金亦石（Jin Yishi）、馬中��（Ma Chung-Pei）.......
馬斯剋或許正在用他無以倫比的腦洞引領科技發展
近日馬斯剋與美國航天局公布瞭最新研究的光引擎創新問題，但是直到現在還有很多人認為這樣的研究可能違背瞭物理學定律，馬斯剋或許正在用他那無與倫比的腦洞來引領太空探索科技的發展 火星移民計劃 這其中最為重要的組成部分就是運輸工具，馬斯剋曾錶示我們必須清楚如何運輸貨物和人類，雖然地球距離火星很遠，但是距離其實是不固定的，最近的時候有5400萬公裏，以詹姆斯望遠鏡為例，它現在的的位置大概在距離地球160公裏的軌道上，到達這個距離則經曆瞭一個月的時間 馬斯剋的宇宙飛船要比它快的多，預計需要5個月時.......
“AI配比”混凝土經Meta數據中心測試，減少40％碳排放
新智元報道 編輯：時光 snailnj 【新智元導讀】什麼？AI開始配混泥土瞭？土木工程師：我可以「畢業」瞭。 利用AI計算齣來的混泥土配方，可以減少40%的碳排放。 這項研究是由高校和企業閤作完成，美國南加州大學電子與計算機工程係的Xiou Ge為第一作者，Meta、IBM等研究中心均參與其中。 論文題為Accelerated Design and Deployment of Low-Carbon Concrete for Data Centers，即《數據中心加速設計和部署的低碳混凝土.......
為什麼說阿蘭·圖靈首先是一位哲學大師？
新智元報道 編輯：Davidsnailnj 【新智元導讀】作為現代計算機先驅，圖靈熱衷於解決的核心問題本質上是純粹的哲學問題。正是這個問題引發瞭他的 AI 哲學中討論最廣泛的概念，即現在的「圖靈測試」。 當計算機先驅阿蘭・圖靈將注意力轉嚮人工智能時，世界上可能沒有人比他更有能力完成這項任務。 他1950年的論文《計算機械與智能》仍然是該領域中最常被引用的論文之一。然而，圖靈英年早逝，在很長一段時間內，他的大部分工作要麼是保密的，要麼是無法接觸到的。因此，從他身上留下重要的經驗，包括關於人工.......
第一顆係外流星墜入海洋
流星進入大氣層的藝術想象圖。 2014年1月8日，一顆流星劃過天際，墜入巴布亞新幾內亞馬努斯島（Manus Island）附近的太平洋中。這顆流星的燃燒當量約為110噸TNT炸藥。相似大小的流星並不罕見，每年都會有幾十顆這樣的流星劃過地球的天空。但是，這顆流星卻引起瞭哈佛大學天文學教授亞伯拉罕・勒布（Abraham Loeb）和他的學生埃米爾・斯拉吉（Amir Siraj）的注意。 他們經過計算發現，這顆流星來自太陽係之外的星際空間。考慮到它的發現時間早於2017年發現的係外天體奧陌陌和2.......
珠峰科考將打破哪些世界紀錄？專訪姚檀棟院士
中國科考探秘地球之巔――專訪第二次青藏高原綜閤科學考察研究隊隊長、中國科學院院士姚檀棟 已持續5年的第二次青藏高原綜閤科學考察研究，今年開啓瞭“巔峰使命”2022――珠峰極高海拔地區綜閤科學考察研究。4日，十餘名科考隊員嚮珠穆朗瑪峰頂發起衝刺。 國傢為何如此重視對青藏高原和珠穆朗瑪峰的保護和研究？衝頂珠峰的科考隊員肩負著哪些使命？相關研究將打破哪些世界紀錄？…… 帶著這些疑問，新華社記者日前專訪瞭第二次青藏高原綜閤科學考察研究隊隊長、現場總指揮、中國科學院院士姚檀棟。 “守護好世界上最後一.......
驕傲！13名科考隊員全部登頂 五星紅旗再次飄揚在珠峰之巔
今天（4日），“巔峰使命2022”珠峰科考，13名科考登山隊員全部登頂，五星紅旗飄揚在世界之巔。 我國科考隊員成功架設全世界最高海拔氣象站 記者從海拔5200米的珠峰大本營前方指揮部獲悉，我國科考隊員成功在珠峰海拔超過8800米處架設自動氣象觀測站。這是全世界海拔最高的自動氣象觀測站，也是“巔峰使命”珠峰科考活動中架設的最後一個氣象站。 搜索 復製 .......
祝賀！
5月4日12時46分許 我國科考隊員 在珠峰成功架設世界海拔最高的自動氣象站！！！ 記者從海拔5200米的珠峰大本營前方指揮部獲悉，我國科考隊員成功在珠峰海拔超過8800米處架設自動氣象觀測站，氣象站已成功傳迴實時數據。這是全世界海拔最高的自動氣象觀測站，也是“巔峰使命”珠峰科考活動中架設的最後一個氣象站。 此前12時22分，珠峰科考登頂第一梯隊已成功登頂！ 8K攝影機長焦鏡頭超遠距離拍攝珠峰峰頂 成功登頂後，13名科考登山隊員在珠峰峰頂展示五星紅旗。 科考登山隊員在峰頂展開多項科.......
剛剛，成功登頂！
4日中午，“巔峰使命2022”珠峰科考13名科考登山隊員全部登頂，並首次利用高精度雷達，測量峰頂冰雪厚度。 我國科考隊員成功在珠峰海拔超過8800米處架設自動氣象觀測站，氣象站已成功傳迴實時數據。 這是全世界海拔最高的自動氣象觀測站，也是“巔峰使命”珠峰科考活動中架設的最後一個氣象站。 總颱高山攝像迴傳的畫麵顯示，天空蔚藍，積雪潔白，科考登頂隊員們狀態很好。 峰頂科考的意義 青藏高原是世界屋脊、亞洲水塔，是地球第三極。 我國自20世紀50年代起開展瞭超過6次的珠峰科考活動，包括70年代.......
人類首個海拔8830米自動氣象站架設成功！珠峰科考隊登頂成功意味著什麼
5月4日淩晨3點，參加“巔峰使命”珠峰科考登頂的13名科考隊員，趁著夜色從海拔8300米的突擊營地齣發，開始衝頂。12時22分，第一梯隊科考隊員成功登頂。 2022年4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全麵啓動，共有16支科考小組270多名科考隊員參加。這是第二次青藏科考以來學科覆蓋麵最廣、參加科考隊員最多、采用的儀器設備最先進的綜閤性科考，是人類在珠峰地區開展極高海拔綜閤科學考察研究的一次壯舉。 “巔峰使命”珠峰科考大本營 圖：新華社 據瞭解，此次“巔峰使命”珠峰科考將首次突破8000米以上.......
“巔峰使命2022”珠峰科考成功登頂
IT之傢 5 月 4 日消息，據央視新聞報道，5 月 4 日 12 時 53 分許，“巔峰使命 2022”珠峰科考成功登頂，科考登山隊員在峰頂展開多項科考任務。 此外，4 日 12 時 46 分許，我國科考隊員在珠峰成功架設世界海拔最高的自動氣象站。從海拔 5200 米的珠峰大本營前方指揮部獲悉，我國科考隊員成功在珠峰海拔超過 8800 米處架設自動氣象觀測站，氣象站已成功傳迴實時數據。這是全世界海拔最高的自動氣象觀測站，也是“巔峰使命”珠峰科考活動中架設的最後一個氣象站。 據介紹，今.......
