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科學人(第234期/2021年08月號)


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內容簡介

科學人(第234期/2021年08月號)

AI設計精準抗疫蛋白

天然蛋白質包辦了人體中的各種功能。現在科學家運用人工智慧技術設計合成蛋白質,打造新的冠狀病毒疫苗,在生物工程學界掀起革命。

撰文/賈可布森(Rowan Jacobsen) 翻譯/鄧子衿

去年4月某個星期五深夜,華爾斯 (Lexi Walls)獨自待在美國華盛頓大學的實驗室中,焦急地等待自己研究生涯中最重要的實驗結果。她是年輕的結構生物學家,研究主題是冠狀病毒,這三個月來她夜以繼日工作,為的是研發出新疫苗,以對抗這類席捲全世界的病毒。她希望自己的研究成功之後,不只能對抗冠狀病毒,還能在疫苗學界掀起革命浪潮,讓人們得以應付流感以至愛滋病等各種傳染病。華爾斯所研發的疫苗不同以往,並非從天然成份衍生而來,而是先在電腦上設計微小的人工蛋白,再把這些蛋白質組合而成。這種疫苗的誕生,代表了人類在重新設計生物性功能上跨出了非凡的一步。

蛋白質是精巧的奈米機器,彼此持續互動,完成生物體內絕大部份的任務。蛋白質能夠消化食物、對抗入侵者、修復損傷、感覺周圍環境、攜帶訊息、產生力氣、協助思想形成,以及複製。蛋白質由許多稱為胺基酸的簡單分子串接起來、扭轉摺疊成為立體形狀,這是由構成蛋白質的胺基酸種類、數量與排列順序所決定。不同的胺基酸彼此會相吸或相斥,交互作用非常複雜,但是作用的尺度又非常小(平均每個細胞中有4200 萬個蛋白質)

作者簡介

科學人編輯群

不應該只有一個答案

當我被邀請擔任《科學人》雜誌總編輯時,受寵若驚。我覺得我稱不上「科學人」,頂多是一位「工程人」。和《科學人》的淵源是我曾經為雜誌寫過一、兩篇文章,然而我是《科學人》雜誌的愛閱者。德國詩人海涅曾寫道:

So we keep asking, over and over
Until a handful of earth
Stops our mouths —
But is that an answer?

我們不應該認為只有一個回答。每當我翻閱《科學人》時,總能期待到第二個答案。我也希望大家都來閱讀《科學人》雜誌,一同探索不同的答案。

本期雜誌中,有多篇主題是大眾極為關切的新冠病毒,我讀起來特別有感。疫情嚴峻,疫苗的取得、施打,該不該打?打哪一種?是這幾個星期我們熱烈討論的話題。一般以為,mRNA疫苗在原理上算是最新穎了!本期的封面故事〈AI 設計精準抗疫蛋白〉搶先揭露:科學家已利用人工智慧(AI)詳細解析新冠病毒棘蛋白的弱點,再透過人工合成,生產出精心設計的蛋白質,可誘發更強大的免疫保護力。AI 與合成蛋白質聯手,正在翻轉生物工程學界。

新冠病毒不斷突變,造成大眾恐慌。本期我們邀請馬偕兒童醫院的黃瑽寧醫師專文詳解:新冠病毒的突變速度其實比流感病毒慢,這些突變多半有利於對宿主的適應性,

「科學人」系列

全系列作共230冊

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