IT之家 12 月 7 日消息，科技媒體 marktechpost 昨日（12 月 6 日）發(fā)布博文，報(bào)道稱谷歌公司獲批新專利，推出基于全原子表征擴(kuò)散模型的尖端蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了前所未有的精度和效率，為生物技術(shù)和制藥科學(xué)領(lǐng)域帶來革命性突破。
該專利編號(hào)為 WO2024240774A1，全稱名為《在全原子表征上運(yùn)行的蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)擴(kuò)散模型》（PROTEIN DESIGN USING DIFFUSION MODELS OPERATING ON FULL ATOM REPRESENTATIONS）。
根據(jù) DeepMind 的專利描述，該系統(tǒng)突破性地整合了先進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于擴(kuò)散的方法，實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)方法分步進(jìn)行結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和序列優(yōu)化，新系統(tǒng)將兩者統(tǒng)一到單次前向傳遞中，簡(jiǎn)化流程，提升效率。
該系統(tǒng)的核心是全原子表征管理，主要采用“拋棄式空間位置”（throw-away spatial positions）巧妙管理原子級(jí)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)控制每個(gè)蛋白質(zhì)殘基內(nèi)的原子，避免了傳統(tǒng)相位機(jī)制的復(fù)雜性。
該系統(tǒng)的另一項(xiàng)創(chuàng)新，是統(tǒng)一了結(jié)構(gòu)-序列預(yù)測(cè)，在單次前向傳遞中整合結(jié)構(gòu)和序列預(yù)測(cè)，顯著提升計(jì)算效率和簡(jiǎn)化實(shí)施流程。
此外，該系統(tǒng)結(jié)合基于目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)信息的條件去噪過程，實(shí)現(xiàn)具有特定功能和結(jié)合特性的蛋白質(zhì)定制化設(shè)計(jì)方案。
整套系統(tǒng)由擴(kuò)散模型系統(tǒng)、原子控制框架和集成系統(tǒng)三部分組成，整個(gè)運(yùn)作機(jī)制如下：
第一階段為生成含噪聲分子數(shù)據(jù)，結(jié)合目標(biāo)分子信息，并用臨時(shí)位置初始化未使用的原子數(shù)據(jù)空間位置。
第二階段去噪過程開始，通過迭代優(yōu)化逐步降低噪聲并動(dòng)態(tài)優(yōu)化原子位置，整合結(jié)構(gòu)-序列預(yù)測(cè)，減少計(jì)算冗余。
最后，生成優(yōu)化后的高精度蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證序列準(zhǔn)確性，并進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保最終設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
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