作为国际科学界蛋白质结构预测领域最具影响力的竞赛之一,CASP(Critical Assessment of protein Structure Prediction)竞赛自1994年诞生以来,始终引领着蛋白质折叠问题的技术革新和理论突破。凭借其独特的独立评估机制,CASP成功地促进了人工智能在生物学领域的蓬勃发展,并激励了诸如AlphaFold和RosettaFold等革命性算法的诞生。然而,如今这场持续了三十余年的科学赛事正面临前所未有的挑战——因美国国立卫生研究院(NIH)资金削减,CASP竞赛可能被迫中止。起初,作为解决蛋白质如何从氨基酸线性链折叠成立体三维结构的国际平台,CASP为全球研究团队提供了公正的竞技场。通过预测尚未公开的蛋白质结构,参与者的模型被与实验测定的真实结构进行对比,确保技术进步真正切中科学难题。早期参赛者的预测准确度有限,甚至被称为“近乎随机”,然而正是这持续的“比拼与验证”机制逐步推动了计算生物学的进步。
到了2020年,随着AlphaFold的惊艳亮相,蛋白质结构预测的准确度实现了飞跃性突破,诠释了人工智能赋能生物科学的巨大潜力。AlphaFold通过深度学习技术实现对蛋白质折叠的高精度预测,为基础研究及药物设计奠定坚实基础。评价显示,在最近的CASP16竞赛中,模型对最具挑战性的蛋白质结构的成功率达到近95%,这一数字彰显了蛋白质结构预测领域难以想象的技术进步。尽管如此,科学家们指出,简单的单蛋白质折叠问题已接近解决,真正的挑战在于理解蛋白质与其他分子如蛋白质复合体、RNA、DNA及药物分子的相互作用。由于相关实验数据稀缺,基于AI的预测模型仍存在较大局限,尤其是在蛋白质复杂相互配对结构解析方面。截至目前,AI预测蛋白质复合体结构的准确率仅约52.5%,这一成绩虽有显著进步,但距离应用需求仍有差距。
CASP组织者不断拓展竞赛的内涵,涵盖RNA结构预测、蛋白质-小分子结合动力学及无序蛋白多样形态的探索,保持竞赛的鲜活度和科学前沿地位。由加州大学戴维斯分校承接的CASP项目目前遭遇资金断裂风险,NIH未回应八月份800万美元拨款申请,急迫的支援即将耗尽,导致两位核心科学人员收到解聘通知,整个运营团队及志愿者网络面临解散。作为该领域的创始人之一,约翰·莫尔特(John Moult)表示,正在紧急寻找来自基金会及海外机构的替代资金以挽救CASP竞赛。蛋白质模型爱好者及产业专家纷纷感叹,一旦CASP停摆,将对计算生物学界造成巨大损失,因为该竞赛不仅是一场技术竞赛,更是全球合作与知识共享的重要纽带。Jianlin Cheng等权威专家评价CASP为“全球最成功且最具声望的科学竞赛”,其成果直接催生了诺贝尔奖级别的科研进展。政府层面对CASP资金投入的停滞也引发了更广泛的反思,这不仅是对科研资金分配优先级的挑战,更是对基础科学创新能力的考验。
眼下,NIH整体预算尚未完全动用,部分资金闲置状态令人关切,而诸如CASP这样标志性的项目却面临资金荒,显示出管理与战略决策上的复杂矛盾。即使幸运获得资金续约,CASP的持续成功也将取决于能否稳定现有人才队伍以及保持活跃的国际协作网络。数据及服务器的长期保存成为关键话题,确保过去三十年无数宝贵的计算资源和科学数据不会流失或浪费。科技界正积极探讨数字存档方案,以期传承CASP积累的巨大科学财富。总体而言,蛋白质结构预测领域的迅猛发展激发了生物医药及人工智能的深度融合,CASP在其中扮演了催化剂角色。现阶段,面对资金和资源的双重压力,如何平衡科研投入与创新输出,成为科学界和政策制定者需要直面的重要问题。
CASP竞赛的未来充满了不确定性,但它在推动科学发现与跨国界合作方面树立的典范无可替代。期待全球科研界携手努力,探索多元化融资渠道和合作模式,让这场具有划时代意义的科学盛会能够延续其光辉,为人类揭示生物生命的奥秘贡献更多智慧和力量。