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带来更有效药物和疫苗:从棋盘游戏到蛋白质设计

科学家已成功将强化学习应用于分子生物学的挑战:美国华盛顿大学研究人员开发出一款功能强大的新型蛋白质设计软件,该软件改编自一种被证明擅长棋盘游戏(如国际象棋和围棋)的策略。实验发现,用新方法制造的蛋白质能更有效地在小鼠体内产生有用抗体。发表在最新一期《科学》杂志上的研究结果,可能会很快带来更有效的疫苗。 强化学习是一种机器学习,其中计算机程序通过尝试不同的动作和接收反馈来学习作出决策。例如,这样的算法可通过导致胜败的数百万种不同动作来学习下国际象棋。 为了开发用于蛋白质设计的强化学习程序,研究人员为计算机提供了数百万个简单的起始分子。然后,该软件进行了一万次尝试,随机改进每一个以达到预定义的目标。计算机将蛋白质加长或以特定方式弯曲它们,直到学会如何将它们扭曲成所需的形状。 作为这项研究的一部分,研究人员在实验室制造了数百种人工智能设计的蛋白质。使用电子显微镜和其他仪器,他们证实计算机创建的许多蛋白质形状确实在实验室中实现......阅读全文

带来更有效药物和疫苗:从棋盘游戏到蛋白质设计

  科学家已成功将强化学习应用于分子生物学的挑战:美国华盛顿大学研究人员开发出一款功能强大的新型蛋白质设计软件,该软件改编自一种被证明擅长棋盘游戏(如国际象棋和围棋)的策略。实验发现,用新方法制造的蛋白质能更有效地在小鼠体内产生有用抗体。发表在最新一期《科学》杂志上的研究结果,可能会很快带来更有效的

从棋盘走向蛋白质会带来更有效的疫苗?

科学家已成功将强化学习应用于分子生物学的挑战:美国华盛顿大学研究人员开发出一款功能强大的新型蛋白质设计软件,该软件改编自一种被证明擅长棋盘游戏(如国际象棋和围棋)的策略。实验发现,用新方法制造的蛋白质能更有效地在小鼠体内产生有用抗体。发表在最新一期《科学》杂志上的研究结果,可能会很快带来更有效的疫苗

PNAS:游戏玩家教你设计RNA

        研究人员发现,与计算机相比,网络游戏玩家可以更好的预测和设计RNA折叠。这一发现能为新兴的分子工程领域带来什么样的启示呢?   RNA可以被弯曲、成环和扭转形成多种不同的结构,这种自我装配的分子在生物学和生物工程领域具有关键性的作用,其应用前景非常广阔。许多研究者们都在设计能够折叠

改变疫苗分配的游戏规则

  将疫苗送到需要它们的人手中并不总是那么容易。许多疫苗需要冷藏,因此很难将它们运送到没有必要基础设施的偏远地区。麻省理工学院的研究人员为这个问题提出了一个可能的解决方案:一种移动的疫苗打印机,可以按比例放大,在一天内生产数百个疫苗剂量。研究人员说,这种可以放在桌面上的打印机可以被部署到任何需要疫苗

“合理疫苗学”:疫苗设计与制造新方式

  有没有能显著提高所有疫苗效力的通用方法?  美国西北大学国际纳米技术研究所(IIN)研究人员正在为此努力。他们发现,使用化学和纳米技术改变纳米级疫苗内部佐剂和抗原的结构位置,可大大提高疫苗的性能。  IIN所长、首席研究员查得·米尔金说:“除了成分,结构也是决定疫苗功效的关键因素。将抗原和佐剂置

Nature:通过玩Foldit游戏首次成功地从头设计出全新蛋白

  在一项新的研究中,一组研究人员将他们的专业知识编码到计算机游戏Foldit中,从而使得公民科学家(citizen scientist)首次成功地设计出合成蛋白。相关研究结果近期发表在Nature期刊上,论文标题为“De novo protein design by citizen scienti

什么是蛋白质设计?

蛋白质设计是新蛋白质分子的合理设计,旨在设计新的活性,行为或目的,并增进对蛋白质功能的基本了解。可以从头开始设计蛋白质(从头设计),也可以通过对已知蛋白质结构及其序列进行计算得出的变体进行设计(称为蛋白质重新设计)。合理的蛋白质设计方法可以预测蛋白质序列,并将其折叠成特定的结构。然后可以通过诸如肽合

科学家设计出癌症疫苗

科学家开发了一种双重功能治疗策略,可将活肿瘤细胞转化为治疗药物。这一细胞疗法旨在消除已建立的肿瘤及训练免疫系统,以根除原发肿瘤和防止癌症复发。图片来源:Kok Siong Chen、Khalid Shah科学家正在利用一种新方法将癌细胞转化为有效的抗癌药物。在美国布里格姆妇女医院的一项最新研究中,研

疫苗冷藏箱的设计特点?

疫苗冷藏箱是指为保证疫苗从疫苗生产企业到接种单位运转过程中的质量而装备的储存、运输冷藏设施、设备。由于疫苗对温度敏感,从疫苗制造的部门到疫苗使用的现场之间的每一个环节,都可能因温度过高而失效。为了保证计划免疫所应用的疫苗从生产、贮存、运输、分发到使用的整个过程有妥善的冷藏设备,使疫苗始终置于规定的保

在120人大组里“卷”,博后一作再发Science

“我博士后期间熬的夜比读博时候还多!”在进入这个120人的大组里后,王顺智不小心把自己变成了一个“夜猫子”。在一个如此庞大的组里,导师很难照顾到每个人,组员受到的直接关注较少,要想学有所成基本全靠自我驱动力。“其实真的不是想要‘卷’,而是到了一个新领域,要补的知识太多了!”博后期间调整方向的王顺智本

在120人大组里“卷”,博后一作再发Science

  “我博士后期间熬的夜比读博时候还多!”在进入这个120人的大组里后,王顺智不小心把自己变成了一个“夜猫子”。  在一个如此庞大的组里,导师很难照顾到每个人,组员受到的直接关注较少,要想学有所成基本全靠自我驱动力。“其实真的不是想要‘卷’,而是到了一个新领域,要补的知识太多了!”博后期间调整方向的

云南白药联手华为,AI医药的棋盘如何布局?

近日,一则合作协议刷屏医药投资圈。大健康领导者云南白药与华为签署《人工智能药物研发全面合作协议》。为何科技领域的巨头华为会选择云南白药合作?在AI药物研发的背后,云南白药在下一盘什么样的棋?图表一:云南白药与华为技术合作公告节选 数据来源:公司公告,格隆汇整理下注AI药物研发,强强联合在创新药领域,

AI驱动的蛋白质设计

  扩散模型已被证明在图像和文本生成中很有用,而且似乎也适用于蛋白质设计。然而,这类模型目前的成功率并不高;产生的序列基本不能折叠成目标结构。而近期,由《自然》(Nature)发表的一篇论文描述了一种能设计新蛋白质的深度学习方法,名为RoseTTAFold Diffusion(RFdiffusion

科学家发现疫苗设计新策略

  日前,军事医学科学院微生物流行病研究所秦成峰团队与新加坡诺华热带病研究所SHI Pei-Yong团队合作,首次提出了一种全新的疫苗设计策略,为传染病疫苗研发提供了新的思路。论文在线发表于国际病毒学权威期刊《病毒学期刊》 (Journal of Virology)。   人类基因组mRN

基于表位的疫苗设计的概念

中文名称基于表位的疫苗设计英文名称epitope-based vaccine design;EBVD定  义一种制备疫苗的新型策略。即基于已知核苷酸或氨基酸序列,利用计算机软件辅助分析,或利用噬菌体展示技术,确定和筛选可能的优势表位,然后人工合成或借助基因工程技术而制备含优势表位的多肽疫苗。应用学科

综述|mRNA疫苗设计创新和载体开发

  前言  疫苗是预防传染性疾病传播的最有效的公共卫生干预措施。成功的疫苗接种根除了许多威胁生命的疾病,如天花和脊髓灰质炎,世界卫生组织估计疫苗每年可防止200-300万人死于破伤风、百日咳、流感和麻疹。然而,尽管常规疫苗取得了明显的成功,但它们并不能有效对付疟原虫、丙型肝炎和HIV等逃避免疫监视的

游戏让网络更友善?

  不只是我们如何让网络游戏成为更加文明的地方,还有如何让网络变成一个更加文明的地方。  网游《英雄联盟》有6700万名玩家,并且据估计去年赚了12.5亿美元。不过,它也因游戏中的各种负面行为而出名。其位于美国加州洛杉矶的母公司——“拳头游戏”一直将这视为吸引并留住玩家的障碍。为此,公司雇佣了一组研

Nat Commun:天然蛋白可用于设计抗癌疫苗

  纳米疫苗在治疗癌症方面取得了一定的成效,但由于大规模生产以及质量控制问题导致其临床应用仍受到局限。最近,来自NIBIB的研究者们开发出了一种新的技术,将纳米疫苗与机体天然清蛋白相结合,清蛋白能够运送纳米复合物进入淋巴结,引发小鼠的抗肿瘤免疫反应。这一突破为纳米疫苗的临床应用提供了新的思路。(图片

PNAS:又想骗我玩游戏?“老顽童”在大脑游戏提高认知能力

  说起老年人的游戏你会想到什么?广场舞、下象棋、打太极……  近日,美国加利福尼亚大学欧文分校的研究人员给中老年人安利了 “Lumosity”的大脑训练游戏在线平台。研究人员惊讶地发现:通过长期训练,老年人的认知反应能力得到提升,在游戏中完成各项任务之间的切换能力与未受训练的青年人相似。该研究发表

科学家设计制造出跨膜蛋白质

  据新华社电 美国华盛顿大学一个科研团队借助计算机设计,制造出了跨膜蛋白质,它可像天然膜蛋白那样形成多蛋白复合体,可应用在疫苗设计等领域。   膜蛋白是生物膜中所含的蛋白质,嵌在细胞和细胞器的膜中。有些膜蛋白的两端暴露于膜的内外表面,被称作跨膜蛋白质。它们可作为物质跨膜转运的通道,许多药物设计将

科学家设计制造出跨膜蛋白质

  美国华盛顿大学一个科研团队借助计算机设计,制造出了跨膜蛋白质,它可像天然膜蛋白那样形成多蛋白复合体,可应用在疫苗设计等领域。图片来源于网络  膜蛋白是生物膜中所含的蛋白质,嵌在细胞和细胞器的膜中。有些膜蛋白的两端暴露于膜的内外表面,被称作跨膜蛋白质。它们可作为物质跨膜转运的通道,许多药物设计将其

Cell:设计蛋白质 抵御艾滋病

  10年前,一些研究人员着手研究一种有着根本上区别的疫苗研发策略:如何“哄骗”免疫系统制造一类罕见而强大的广泛中和抗体(bNAb),其能消灭几乎每一个艾滋病病毒的变种。如今,3个不同的小组已朝着这个目标迈出了至关重要的步伐。艾滋病病毒之所以能战胜候选疫苗以及人体自身防线,是因为它变异得非常快,从

设计的蛋白质的应用和实例

酶设计新酶的设计是蛋白质设计在生物工程和生物医学领域的巨大应用。通常,设计蛋白质结构可能与设计酶不同,因为酶的设计必须考虑催化机制中涉及的许多状态。然而,蛋白质设计是从头进行酶设计的先决条件,因为至少催化剂的设计需要支架,在支架中可以插入催化机理。在21世纪的前十年,从头酶设计和重新设计取得了巨大进

沉迷游戏让大脑“很受伤”

  越来越快的处理器、越来越清晰的显示设备,日渐成熟的虚拟现实技术、体感技术……让电子游戏的种类变得越来越多,也越来越好玩,它们拥有精美的画面、刺激的情节和欲罢不能的奖赏机制。 失控的玩家们愈陷愈深,最终沉迷而不能自拔。在这个过程中,大脑起到了怎样的作用?发生了怎样的变化?游戏成瘾者存

打造科普游戏产业新范式

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/2/494708.shtm2月25日,新时代科普游戏发展趋势研讨会在上海科技馆举办,研讨聚焦“平台、模式、产业”,围绕科普游戏行业发展过程中的现实问题和应对策略进行了深入探讨,展现了科普游戏的新思想、新理念和新

《细胞》最新成果为疫苗优化设计带来“解题法”

  黄病毒(包括寨卡与登革等)通过蚊子等昆虫可以迅速传播,全球每年约有4亿人感染,其广泛流行于热带和亚热带地区。例如在我国,每年7月—11月是广东省登革热疫情高发期。目前没有针对于寨卡病毒和登革病毒的有效疫苗及特效药,使得现有治疗手段多以对症治疗为主。针对疫苗的优化与设计,科学家们将目光放在了与疫苗

神经网络创造可行性芯片

  英国《自然》杂志9日发表一项人工智能突破性成就,美国科学家团队报告机器学习工具已可以极大地加速计算机芯片设计。研究显示,该方法能给出可行的芯片设计,且芯片性能不亚于人类工程师的设计,而整个设计过程只要几个小时,而不是几个月,这为今后的每一代计算机芯片设计节省数千小时的人力。这种方法已经被谷歌用来

中国科大在蛋白质设计领域取得进展

  近日,中国科学技术大学生命科学学院刘海燕教授、陈泉副教授研究组在蛋白质结构功能设计研究领域取得新进展,研究成果发表在10月27日出版的Nature Communications上。  蛋白质氨基酸序列和空间结构之间的关系是科学界悬而未决的课题。国际上蛋白质设计领域有实验验证的自动设计方法只有寥寥

生成式AI设计出非天然蛋白质

  加拿大多伦多大学研究人员开发了一种人工智能系统,可以使用生成扩散来创建自然界中不存在的蛋白质。该系统有望使治疗蛋白的设计和测试更加高效和灵活,从而加速人类药物开发。研究发表在最新一期《自然·计算科学》杂志上。  蛋白质由氨基酸链组成,氨基酸链折叠成的三维形状反过来又决定了蛋白质的功能。这些折叠的

AI在赛车游戏中击败人类

神经网络驱动程序的表现优于人类玩家。Wurman等报告了一种名为GTSophy的神经网络算法,该算法能够击败电子游戏GT赛车中最优秀的人类玩家。当两个人类玩家试图阻塞两辆GTSophy汽车的首选路径时,算法找到了两种超越方法。图片来源:Nature 美国马萨诸塞州波士顿索尼通信公司的Pet