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蛋白質（Protein）是生物構成的重要基本物質，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、結構復雜，而這復雜的特性也就注定了研究蛋白質的路徑困難重重。

面對數量龐大，結構復雜的蛋白質種類，為了能更快、更精準地預測出蛋白質結構，國家超算成都中心（以下簡稱：成都超算中心）聯合百度，依據國際公認的開源項目Alphafold2，研發出國產化DCU蛋白質預測模型，從而讓人類有機會從更深層次詮釋生命體的構成和運作變化規律，全面揭示生命運行、發展機制，激發生物科學、藥物研發、合成生物學等方面的發展，為我國生命科學發展帶來了更多新的可能。

精準、高效、核心技術自主可控  Alphafold2模型國產化

面對海量的蛋白質結構信息，傳統實驗方法至今僅能解出10萬個蛋白質結構，但由于氨基酸序列多達10億，傳統方法解出一個蛋白質的結構需要耗時數月甚至數年時間，時間成本巨大。

為彌補傳統實驗方法的不足，加速生命科學發展，實現核心技術自主可控，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，依據國際公認的開源項目Alphafold2，進行了蛋白質結構預測推理計算的國產化開發，自主研發出國內特有的DCU生物計算-蛋白質結構預測Alphafold2模型。

該模型基于深度神經網絡預測蛋白質結構，能夠根據輸入的氨基酸序列快速計算生成高精度的蛋白質三維結構，極大提升了預測效率，并使預測結果達到實際應用的精度要求。

Alphafold2模型如何應用？

中國農業科學院都市農業研究所功能植物培育與應用創新團隊聯合成都超算中心，憑借Alphafold2成功預測蛋白質結構及相互作用，相關成果成功發表于國際SCI學術期刊Froniters in plant science。

項目負責人表示：“在傳統的研究中，解析蛋白質結構及互作分析，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解決了蛋白質結構精準預測的難題，加快了生物學研究。”

在Alphafold2模型中，平時需要花費數月、數年才能完成的事情，只需要幾天就可以完成。Alphafold2不僅加快了基礎研究效率，還為后續深入的研究工作提供了豐富的數據資料。

科技助力，打造“天府新糧倉”

食為政首，谷為民命，中華農耕文化底蘊源遠流長。作為全國13個產糧大省之一，四川正積極建設更高水平的“天府新糧倉”。

為實施農業科技增值行動，提高糧食生產的科技含量，四川農業大學農學院聯合成都超算中心進行了小麥bHLH轉錄因子PGS1調控種子發育影響產量的分子機制解析，為將來培育高產高質小麥材料提供理論依據和備選基因。

研究人員表示：“傳統研究只能通過實驗的方法來獲得目標基因的蛋白結構，費時費力，且花費巨大，而有了超算中心的蛋白預測技術支持，我們可以在短期內獲得較高精度的基因蛋白預測3D結構，幫助我們從結構的角度解析基因功能。”

在Alphafold2的幫助下，團隊成功預測出基因的蛋白結構，以及提前預測各個結構的功能，為后續研究提供了大量的數據基礎。

從蛋白質結構預測，到助力“天府新糧倉”建設，作為國家及重大科技基礎設施，成都超算中心將充分發揮算力優勢和平臺性能優勢，以科技賦能，促進產業發展，助力生命科學研究，加快科學成果落地轉化和應用，推動我國生命科學研究邁上新的臺階。

來源 | 綜合紅星新聞、超算運營公司

原標題：《成都超算中心最新成果！自主研發出國產化DCU蛋白質結構預測模型→》