聊聊去年到今年那几个让我夜不能寐的科研成果
蛋白质界的“天气预报”——AlphaFold3来了
去年五月，谷歌DeepMind闷声干大事，把AlphaFold3甩了出来。哪个搞生物的能不激动？反正我那天半夜看到消息，直接从床上弹起来。之前AlphaFold2就能预测蛋白质三维结构，已经够逆天了，诺奖级别的。这次更狠——它能预测所有生命分子的结构和相互作用，蛋白质、DNA、RNA、小分子配体……全不在话下。想象一下，药物研发中，想知道一个候选化合物能不能怼到靶蛋白的活性口袋里，原来是几年几亿美元的试错。现在呢？用AlphaFold3几分钟就算出来了，准确度还高得离谱。 当然，它也不是万能钥匙，有些预测还得实验验证。但说实话，这已经让药企集体高潮了。我听做结构生物学的哥们说，他们实验室现在人手一个账号，虽然服务器排队排到崩溃。所以说，2024年是AI彻底改写生命科学规则的一年，一点儿不虚。
AlphaFold3预测药物分子与靶点蛋白结合示意图
基因魔剪，真的开始剪出健康了
如果你还觉得基因编辑是遥远的事，听我说。2023年12月，FDA批准了第一款基于CRISPR的基因疗法，商品名Casgevy。用于治疗镰状细胞病和输血依赖性β地中海贫血。这两个病都是基因突变造成的，患者苦不堪言。现在，医生提取患者自己的造血干细胞，在体外用CRISPR编辑——敲掉一个抑制胎儿血红蛋白表达的基因，让骨髓重新生产正常的血红蛋白。 再把编辑好的细胞输回去。听起来简单，实际上折腾了几十年才走到这一步。美国有个叫维多利亚的小姑娘，治完病后，带着一帮小伙伴去游泳，这是她小时候想都不敢想的事。我看到这个新闻差点掉眼泪。不过话说回来，费用贵得吓人，一次治疗220万美元。医保？做梦吧。所以虽然科学上赢了，但能让多少人用上，还得打个问号。另外脱靶风险也有，长期随访数据还在积累。但不管怎样，这是人类第一次用基因编辑直接治疗遗传病，历史会记住。
CRISPR基因编辑疗法治疗镰刀型细胞贫血症原理图
量子霸权之后，我们走到了哪？
量子计算这块，吹的牛多，实现的少。不过去年底IBM发布的Condor处理器还是值得说一嘴，1121个量子比特。 什么概念？几年前还在拼几十个，现在一口气破千。别高兴太早，量子体积和错误率才是硬指标。Condor虽然比特多，但保真度差，还跑不了什么有用的算法。谷歌的Sycamore倒是在纠错上有了突破，今年一月份的论文，把错误率降到了关键阈值以下。这意味着——理论上可以做出容错的逻辑量子比特了！ 我博士导师当年就是搞量子纠错的，他说这辈子能看见这个就值了。可现实是，一台能破解RSA的量子计算机，还得几百万个物理比特。前面路长着呢。你知道吗，量子霸权的英文叫“Quantum Supremacy”，现在大家觉得太殖民味儿了，改叫“量子优势”了。行吧，叫什么不重要，重要的是别总放卫星。
IBM Condor量子处理器芯片显微照片
科研成果这东西，就像下饺子，一个个浮出水面。有的马上烫嘴，有的还得凉一凉。但说到底，每一个突破都在往我们未来的生活里丢一颗石子。我现在每天刷arXiv都养成习惯了，生怕错过什么新玩意儿。你呢？最近有啥让你兴奋的发现没？