昇思MindSpore最新成果开源:北大高毅勤课题组发布高性能蛋白质结构预测工具-低调大师

昇思MindSpore最新成果开源:北大高毅勤课题组发布高性能蛋白质结构预测工具

2021-12-20 517

近日,昇思MindSpore【1】团队与昌平实验室、北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)和化学与分子工程学院、深圳湾实验室高毅勤教授课题组联合推出蛋白质结构预测推理工具。该工具首次提供了基于昇腾AI基础软硬件平台的解决方案,并且端到端性能优于AlphaFold22-3倍。相关模型代码将依托于华为全场景AI框架昇思MindSpore进行开源、并将定期扩展与维护,旨在为全球产、学、研界领域伙伴提供优质的昇腾AI软硬件解决方案。

蛋白质在分子生物学的中心法则中具有十分重要的地位,在各种生命过程中不可或缺。传统的药物设计一般要通过大批量筛选,寻找易与目标蛋白质分子紧密结合、易合成且没有毒副作用的化合物来完成的,因此研发周期长、费用高,而在了解蛋白质的空间结构后可减少寻找药物的盲目性,从而缩短研发周期并降低成本。因此,准确、快速的蛋白质结构预测不仅可以在学术研究领域帮助科学家快速获得或验证关键蛋白结构,促进人们对重要生命过程中分子机理的理解,而且在医疗健康和生物工程领域也能作为有力的工具,引发药物靶点发现、功能蛋白设计(如抗体和人工酶)以及大分子(蛋白)或小分子药物高通量虚拟筛选的革命。

传统蛋白质结构预测方法一直存在计算精度不足的缺陷,直至2020年谷歌DeepMind团队基于AlphaFold2【2】利用计算机高效准确获取蛋白质空间结构取得CASP14比赛(全球蛋白质结构预测比赛)中蛋白质3D结构预测的榜首,才让这一缺陷得到弥补。蛋白质结构预测工具精度可与实验方法相媲美,这一成就被Nature等杂志喻为“前所未有的进步”。

本次北大高毅勤课题组成功推出基于昇腾AI的蛋白结构预测工具,再次证明了国产AI软硬件的可用与好用。该工具大大降低了广大生物医疗实验工作者的使用门槛,也将为生物蛋白质领域的基础研究与应用工作提供助力。

该工具依托昇思MindSpore,可对氨基酸序列长度2000+的蛋白质结构解析,能覆盖约99%以上的蛋白序列【3】。同时,借助异构计算架构CANN(Compute Architecture for Neural Network)释放昇腾AI处理器的澎湃算力,通过软硬件协同优化大大提高了蛋白质预测的计算效率。参考DeepMind于2021年7月份开源的蛋白质结构预测模型AlphaFold2【4】,本次开源的蛋白质结构预测推理工具模型部分与其相同,在多序列比对阶段,采用了MMseqs2进行序列检索【5】,相比于原版算法端到端运算速度有2-3倍的提升。

图1昇思MindSpore模型与AlphaFold2精度对比图 2通过昇思MindSpore预测的T1079蛋白结构

(绿色代表实验获得,红色代表预测获得)

针对蛋白质结构预测及折叠问题,联合团队未来还会发布创新的全栈(算法+软件+硬件)国产自主可控技术,同时也会牵手更多的学术科研界合作伙伴,期望能够在蛋白质结构预测领域上共同探索和进步,助力医学、生物科学等领域的发展,促进国内相关基础研究的发展。

引用:

【1】Chen L. Deep Learning and Practice with MindSpore[M]. Springer Nature, 2021.

【2】Jumper J, Evans R, Pritzel A, et al. Applying and improving AlphaFold at CASP14[J]. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 2021.

【3】https://ftp.uniprot.org/pub/databases/uniprot/previous_releases/release-2021_02/knowledgebase/UniProtKB_TrEMBL-relstat.html

【4】Jumper J, Evans R, Pritzel A, et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold[J]. Nature, 2021, 596(7873): 583-589.

【5】Mirdita M, Ovchinnikov S, Steinegger M. ColabFold-Making protein folding accessible to all[J]. BioRxiv, 2021.

微信关注我们

原文链接：https://my.oschina.net/u/5283003/blog/5375095

转载内容版权归作者及来源网站所有！

低调大师中文资讯倾力打造互联网数据资讯、行业资源、电子商务、移动互联网、网络营销平台。持续更新报道IT业界、互联网、市场资讯、驱动更新,是最及时权威的产业资讯及硬件资讯报道平台。

ZooKeeper系列文章：ZooKeeper 源码和实践揭秘（三）

导语 ZooKeeper 是个针对大型分布式系统的高可用、高性能且具有一致性的开源协调服务，被广泛的使用。对于开发人员，ZooKeeper 是一个学习和实践分布式组件的不错的选择。本文对 ZooKeeper 的源码进行简析，也会介绍 ZooKeeper 实践经验，希望能帮助到 ZooKeeper 初学者。文章部分内容参考了一些网络文章，已标注在末尾参考文献中。 ZooKeeper简介 1. 初衷在业务中使用了 ZooKeeper 作为消息系统，在开发和运维过程中，也遇到一些问题，萌发了阅读源码窥视实现细节的想法。同时我们运维的 ZooKeeper 集群规模和数据规模非常大，也想把运维的经验分享出来供参考去规避风险点和性能调优。 2.目标读者本文是介绍 ZooKeeper 基础知识和源码分析的入门级材料，适合用于初步进入分布式系统的开发人员，以及使用 ZooKeeper 进行生产经营的应用程序运维人员。 Zookeeper系列文章介绍第 1 篇：主要介绍 ZooKeeper 使命、地位、基础的概念和基本组成模块，以及 ZooKeeper 内部运行原理，此部分主要从书籍《ZooKee...

2021-12-16

481

摘要：Redisson框架十分强大，基于Redisson框架可以实现几乎你能想到的所有类型的分布式锁。本文分享自华为云社区《【高并发】你知道吗？大家都在使用Redisson实现分布式锁了！！》，作者：冰河。 Redisson框架是基于Redis实现的分布式锁，非常强大，只需要拿来使用就可以。 Redisson框架十分强大，基于Redisson框架可以实现几乎你能想到的所有类型的分布式锁。这里，我就列举几个类型的分布式锁，并各自给出一个示例程序来加深大家的理解。 1.可重入锁（Reentrant Lock） Redisson的分布式可重入锁RLock Java对象实现了java.util.concurrent.locks.Lock接口，同时还支持自动过期解锁。 public void testReentrantLock(RedissonClient redisson){ RLock lock = redisson.getLock("anyLock"); try{ // 1. 最常见的使用方法 //lock.lock(); // 2. 支持过期解锁功能,10秒钟以后自动解锁...

2021-12-20

466

资源下载

更多资源

Mario

马里奥是站在游戏界顶峰的超人气多面角色。马里奥靠吃蘑菇成长，特征是大鼻子、头戴帽子、身穿背带裤，还留着胡子。与他的双胞胎兄弟路易基一起，长年担任任天堂的招牌角色。

腾讯云软件源

为解决软件依赖安装时官方源访问速度慢的问题，腾讯云为一些软件搭建了缓存服务。您可以通过使用腾讯云软件源站来提升依赖包的安装速度。为了方便用户自由搭建服务架构，目前腾讯云软件源站支持公网访问和内网访问。

Nacos

Nacos /nɑ:kəʊs/ 是 Dynamic Naming and Configuration Service 的首字母简称，一个易于构建 AI Agent 应用的动态服务发现、配置管理和AI智能体管理平台。Nacos 致力于帮助您发现、配置和管理微服务及AI智能体应用。Nacos 提供了一组简单易用的特性集，帮助您快速实现动态服务发现、服务配置、服务元数据、流量管理。Nacos 帮助您更敏捷和容易地构建、交付和管理微服务平台。

Sublime Text

Sublime Text具有漂亮的用户界面和强大的功能，例如代码缩略图，Python的插件，代码段等。还可自定义键绑定，菜单和工具栏。Sublime Text 的主要功能包括：拼写检查，书签，完整的 Python API ， Goto 功能，即时项目切换，多选择，多窗口等等。Sublime Text 是一个跨平台的编辑器，同时支持Windows、Linux、Mac OS X等操作系统。