成都超算中心最新成果:蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測模型國產(chǎn)化
蛋白質(zhì)(Protein)是生物構(gòu)成的重要基本物質(zhì),由各種氨基酸組成,其排列方式和位置的差異使得其種類極其繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而這復(fù)雜的特性也就注定了研究蛋白質(zhì)的路徑困難重重。
面對數(shù)量龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)種類,為了能更快、更精準地預(yù)測出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),國家超算成都中心(以下簡稱:成都超算中心)聯(lián)合百度,依據(jù)國際公認的開源項目Alphafold2,研發(fā)出國產(chǎn)化DCU蛋白質(zhì)預(yù)測模型,從而讓人類有機會從更深層次詮釋生命體的構(gòu)成和運作變化規(guī)律,全面揭示生命運行、發(fā)展機制,激發(fā)生物科學(xué)、藥物研發(fā)、合成生物學(xué)等方面的發(fā)展,為我國生命科學(xué)發(fā)展帶來了更多新的可能。
面對海量的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)信息,傳統(tǒng)實驗方法至今僅能解出10萬個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),但由于氨基酸序列多達10億,傳統(tǒng)方法解出一個蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)需要耗時數(shù)月甚至數(shù)年時間,時間成本巨大。為彌補傳統(tǒng)實驗方法的不足,加速生命科學(xué)發(fā)展,實現(xiàn)核心技術(shù)自主可控,自2021年,成都超算中心與百度合作,基于百度飛槳螺旋槳PaddleHelix平臺,依據(jù)國際公認的開源項目Alphafold2,進行了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測推理計算的國產(chǎn)化開發(fā),自主研發(fā)出國內(nèi)特有的DCU生物計算-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測Alphafold2模型。
該項目負責(zé)人表示:“在傳統(tǒng)的研究中,解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及互作分析,需要進行X-射線衍射、冷凍電鏡、酵母雙雜等實驗,工作量大,過程繁瑣。成都超算中心搭載的Alphafold2解決了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)精準預(yù)測的難題,加快了生物學(xué)研究!
在Alphafold2模型中,平時需要花費數(shù)月、數(shù)年的才能完成的事情,只需要幾天就可以完成。Alphafold2不僅加快了基礎(chǔ)研究效率,還為后續(xù)深入的研究工作提供了豐富的數(shù)據(jù)資料。
此外,為實施農(nóng)業(yè)科技增值行動,提高糧食生產(chǎn)的科技含量,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院聯(lián)合成都超算中心進行了小麥bHLH轉(zhuǎn)錄因子PGS1調(diào)控種子發(fā)育影響產(chǎn)量的分子機制解析,為將來培育高產(chǎn)高質(zhì)小麥材料提供理論依據(jù)和備選基因。
成都商報-紅星新聞記者 彭祥萍
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