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想象一下,科学家们拥有一位名为AlphaFold的超级智能机器人建筑师。长期以来,这位机器人在绘制单个蛋白质建筑的蓝图方面表现出色,能够精确预测它们如何像折纸一样折叠。但存在一个局限:该机器人主要擅长构建它过去见过的“标准”房屋,而对于识别那些不符合常规规则的怪异、全新结构类型,它的表现并不出色。
为了解决这一问题,本文的研究人员构建了一种名为**结构新颖性指数(SNI)**的新工具。可以将 SNI 视为一种“怪异度探测器”或“模式打破警报”。它不再仅仅询问“这看起来像正常的房子吗?”,而是提出:“这看起来是否与我们曾经见过的任何事物都截然不同?”
任务:寻找异类
研究团队决定将他们的“怪异度探测器”应用于特定的一类植物蛋白,即NLRs。你可以将这些 NLR 视为植物免疫系统的安保人员。通常,当这些安保人员联手对抗威胁时,会形成一个标准的六人圆圈(六聚体)。这就像一张标准的圆桌,六个人围坐其上。
研究人员将 637 个此类安保人员的机器人建筑师蓝图输入到他们的“怪异度探测器”中。他们旨在寻找那些不愿坐在标准六人桌旁的安保人员。
发现:十一人圆圈
探测器发出了警报!它标记出了一组特定的安保人员(称为 NRC7),其外观表明它们似乎正计划构建某种完全不同的东西。与通常的六人圆圈不同,探测器预测这些安保人员可能会形成一个十一聚体——一个巨大的、由十一人组成的圆圈。
为了证明机器人并非仅仅在产生幻觉,科学家们进入实验室,从头开始实际构建了这些蛋白质安保人员。他们对其进行了纯化,并拍摄了高倍显微镜照片(如同拍摄成品家具的快照)。照片证实了机器人的判断是正确的:这些蛋白质确实组装成了一个令人惊讶的十一人环,打破了通常的六人规则。
核心结论
本文表明,通过在人工智能工具中加入“怪异度探测器”,我们可以停止仅仅寻找已知事物。相反,我们可以开始发现自然界一直隐藏在明处的奇异、意外和非典型结构。这是一种发现不遵循标准剧本的蛋白质复合物的新方法。
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