蛋白质组学在现代药物研究中的重要作用,早已经得到了业界的公认,甚至有人士坦言,它会改变药物的研发模式。这样的说法并非夸张,从近些年众多企业的科研投入趋势来看,蛋白质领域已然成为不折不扣的热门。
要了解蛋白质在药物研发过程中为何会扮演着如此重要的角色,就不得不从它的功能说起。生命的表现形式,在本质上都是蛋白质功能的各种体现,只有人类深入地了解生命体内蛋白质的组成和它们的活动规律,才能对各种疾病的起因、发展等有全面的认识,也才能找到疾病治疗的关键所在,提升药物的研发效率。
不过,在过去相当长的时间里,国内外的科研机构对蛋白质的研究进程并不顺利,原因是存在着很多的技术难点,比如在统计方法上,由于蛋白质系统的复杂程度远远超出一般的认知,传统的蛋白质组学研究分析方法对于整个系统而言是非常吃力的。
以western测量10个蛋白质为例,想要以动态的方式来监测不同时间范围内的几千甚至上万个蛋白质的变化情况,不但难以用肉眼去观察并得出有效的实验结果,同时在找到一一对应的抗体进行坚定方面也有极大的难度。正是基于这样的问题,要顺利地进行蛋白质组学的研究,就必须找到能够匹配这种复杂系统的分析技术和方法。
不过,尽管之后一系列新的分析技术不断出现,但却又面临着数据解析的问题。由于研究过程中涉及的蛋白质种类多、动态范围广,因此蛋白质组数据非常复杂,对其进行分析时不但耗时耗力,且结果不一定准确。alphafold2、rosettafold等蛋白质预测工具的出现,找到了很好的解决方案,通过把蛋白质组变成数据的方法,将生物样品中的的蛋白质组进行数字化,然后再借助于机器学习或者人工智能技术去解读数据,最终取得想要的分析结果。
alphafold2、rosettafold等技术的使用过程中,对运算能力的依赖非常重,目前很多企业所研发的运算系统已经可以完美支撑,以北鲲云超算平台为例,它在全球拥有25个地域节点,超过10万台的高水平服务器,单集群节点可提供10,000核时算力。平台可以将云计算与科研相结合,在生物信息组进行基因组分析运用方面表现出色,可以在一周内完成2000个物种基因组分析,有力地提升了数据分析的效率。
从目前的趋势来看,人工智能+蛋白质组学的应用,将在药物的靶点确认、药物作用机制等研究方面发挥重要作用,北鲲云超算平台的方案日臻成熟,无疑将为相关机构在蛋白质组学的研究上进行新的探索提供有力支持。
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