朋友建议再多写写人工智能与生物医药、生物医疗，作为一个非医学生，太费脑了，码字码不动了，留着下次写【下篇】吧。
本文主要就唠嗑闲扯聊清楚了结构生物学家颜宁是干嘛的，AI对结构生物学科研干了啥……
居然闲扯了5000多字，长文慎入……
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前一阵子，“三次出国即将第三次回国”的网红科学家颜宁在某公开论坛，透露自己已向普林斯顿大学递交了辞职申请，不久后将全职回国，参与创建深圳医学科学院，成为深圳追梦人。
她这一举动再次引起网络热议，朋友圈也惊起一片涟漪。
并演绎出不少八卦学说，最多的是爱国说，还有歪楼的，比如跟施一公的爱情说，回国抢饭碗说，被AI抢饭碗说。
我只对“被AI抢饭碗说”两眼放出了八卦的光，想知道AI如何抢饭碗的……
逻辑很简单，先看看，结构生物科学家的饭碗是什么。
颜宁科研工作是啥
颜宁的对外官方介绍，1977年11月出生于山东省济南市章丘区 ，结构生物学家 、美国国家科学院外籍院士，美国艺术与科学院外籍院士，美国霍华德休斯医学研究所首届“国际青年科学家“。
1996年考上清华，四年本科学习生物科学与技术，2000年赴美国普林斯顿求学7年至博士后；2007年回归清华任教10年，2017年再次赴美成为普林斯顿分子生物学系雪莉·蒂尔曼终身讲席教授职位；2019年、2021年先后获得美国双院士荣誉。
她主要从事与疾病相关的重要膜转运蛋白、电压门控离子通道的结构与工作机理及膜蛋白调控胆固醇代谢通路的分子机制方面的研究。
颜宁在膜蛋白，特别是跨膜转运蛋白的结构生物学研究领域取得了一系列成果，这其中具有里程碑意义的是2014年，她率领的团队在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构；她在离子通道研究领域也卓有建树，为钠离子通道研究贡献了主要结构之一；她还利用最新冷冻电镜技术解析了高通量钙离子通道RyR1的高分辨率结构。
颜宁的成就高低，无需过多评价，无论哪个国家，院士就是国家级的最高荣誉了，如果还有更高的天花板，那就是世界级的诺贝尔学奖，譬如爱因斯坦、杨振宁这样的科学家。再比如颜宁的同行，2013年诺贝尔化学奖获得者、美国斯坦福大学结构生物学教授迈克尔·莱维特。
具体再看，颜宁研究的方向，大方向来说，属于聚焦蛋白质结构生物学，往细分领域再看，属于研究众多种类蛋白质的一种——膜转运蛋白。颜宁最具有代表性的研究成果，就是解析了某一种膜转运蛋白的三维结构。
从她的研究方向来看，研究目的也很明确，膜蛋白调控胆固醇代谢通路的分子机制。
那么，这个膜转运蛋白是什么东西？她为什么研究这个东西？膜蛋白调控胆固醇代谢通路又是什么鬼？
以下慢慢说来，
首先声明，我非医学生，也不是研究生物学的，就浅浅看我简单粗暴俗人的解释一下（欢迎专业医学生、生物学专家指正）。
大家都听说过靶向治疗吧，其实这个靶向治疗，用企业管理的话术来说，就叫做精细管理，可以管理到员工的头发丝儿；靶向治疗就是可以精细精准到细胞分子结构上的原子位点（这得多精准……多靶向）。
首先得发现出问题的细胞分子结构（你有病），然后针对问题提出解决方案（我有药），然后把药送到病灶上去治病。
这个看起来很简单普适的逻辑道理，每一个节点却都是巨大的科学难题。譬如，你要发现细胞分子结构的问题，首先你就得知道分子结构是啥样吧？？你搞企业投资，总得先搞清楚这企业是傻样吧？（忽然之间，天昏地暗，感觉与结构生物学通了悲欢……）
难就难在，这个分子结构太难观测了，看不见！！看不见就算了，蛋白质的结构还是折叠的三维立体结构……蛋白质的三维结构也直接决定蛋白质的功能，一旦三维结构被破坏，蛋白质功能随之丧失。许多疾病都是由体内重要的蛋白质结构异常引起。解析蛋白质结构有助于了解蛋白质的功能和作用，从而带来医疗保健、食品可持续性、创新生物技术等方面的改善，推进生命科学、药物研发、合成生物学方面的发展。
中间插播一下初中生物课知识，从细菌到人类，所有的生物都由细胞组成。细胞由四种大型生物分子构成：碳水化合物、脂肪、核酸（即DNA和RNA）和蛋白质。蛋白质是细胞中的主要功能分子，决定细胞的功能。
蛋白质也是药物开发的热门靶标，因为它能控制许多人体活动的进行，例如抗体攻击病原体，通过各种酶执行细胞过程，或通过信使分子（如胰岛素和生长激素）发出信号。许多人类严重疾病背后的原因是由于蛋白质的功能失调。如果要让这些功能失调的蛋白质回到“正轨”，就需要开发出能够准确识别这些“问题蛋白”并牢牢地与之结合的药物，然后发挥其治疗作用。
然而，难的是，蛋白质结构小到肉眼无法观测，甚至用光学显微镜也难以成像。因此，尽管19世纪的科学家们知晓这些"隐形"分子的存在，也能够通过实验找出它们的化学成分，但科学家们却看不到它们：这些分子结构的任何细节始终是个谜题，大概也是吸引科学家狂热痴迷的原因吧。
老一辈科学家理查德·费曼也曾说，”只要能看到它们， 许多基础的生物问题是非常容易解决！" 然而这是一个漫长而艰难的过程。
为什么这么说？
传统的蛋白质结构探测方法主要有三种：X 射线晶体学、核磁共振和冷冻电镜。但这些方法成本高，研究周期漫长，且进展有限。（虽然也成就了不少诺贝尔学奖获得者）。
截至2021年，科学家们花了数十年的努力，解析的蛋白结构只覆盖了17%的人类蛋白序列。
颜宁2014年攻克攻克困扰国际生物学界膜蛋白研究领域50年不解的科学难题。是她在清华大学任教期间，率领团队，花了6个月时间内首次成功解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构和工作机理。
对比过去数月经年的研究周期，她这6个月时间已经算是速度快的了。
所以当我扒到这里，就很能理解，为啥看遍颜宁的国内外同行，发现那么多生物学家，都是研究解析蛋白质结构的。这是科研的起点啊……而这个起点本身也是难点……
再说回颜宁的研究方向，她的研究方向其实连接起点（药）和终点（并早）的一种运输蛋白质，也就是可以跨越细胞膜的一种蛋白分子。
而这个膜转运蛋白分子的功能也很有意思，它根据运输需求的特点，这个膜转运蛋白的功能可分为三种类型，一是被动运输（我理解的就是纯运输工具蛋白），二是主动运输（就是在运输过程中还可以帮助被运输的载体实现一些功能，譬如扩散渗透药（5毛特）效），三是纯通道，比如离子通道蛋白（动力都省了，估计乘客是自带腿儿的药） ……
颜宁除了研究“药”的运输工具，也研究“药理”，——膜蛋白调控胆固醇代谢通路，通俗解释就是研究膜蛋白如何调节胆固醇代谢，有那些渠道路径达到目的。
胆固醇，相信“三高”盛行的当代人们比较好理解了，胆固醇是人体中必不可少的物质,体内胆固醇含量过高会引起动脉粥样硬化性心血管疾病及脂质代谢异常相关疾病,含量过低可引起血管脆性增加、激素缺乏、免疫力下降及癌症发病率增高等病理过程,因此,维持体内胆固醇稳态对人体健康至关重要。人体内胆固醇代谢受多方面的调节,包括自身合成、小肠吸收、胆汁
分泌、粪便排泄,其中一些膜蛋白在过程中发挥重要作用。（引自《中国循证心血管医学杂志》-维持体内胆固醇稳态的重要膜蛋白-佟文娟等作者）
唠嗑唠到这里，颜宁的科研饭碗是啥，基本也轮廓清晰了，研究送药的运输工具——膜转运蛋白，也研究药理——膜转运蛋白如何调控胆固醇。
因为药也是蛋白质分子，运输工具也是蛋白质，运输过程中二者短暂结合，必须确保药效，药的结构可控，但是运输工具结构不可预测，就无法保障运输安全……所以，同理，颜宁的科研起点，必然也是研究膜蛋白的蛋白质结构……
接下来，我们再来看看，人工智能是否真的抢了颜宁的科研饭碗。（终于等到我人工智能闪亮登场了！！！，意味着码字要接近尾声了！！！主角都是最后压轴的！）
AI对结构生物学做了什么？
前文提到，截至2021年，科学家们花了数十年的努力，解析的蛋白结构只覆盖了17%的人类蛋白序列。
为什么截至2021年呢？因为2021年，人工智能领域出现了颠覆结构生物学科研，激动人心的重大突破。
2021年7月16日，DeepMind 在 Nature 发表 论文，宣布已利用 Alpha Fold2 预测了 35 万种蛋白质结构，涵盖了 98.5% 的人类蛋白质组，及其他 20 种生物几乎完整的蛋白质组。研究团队还公布了 AlphaFold2 的开源代码和技术细节。
同日，华盛顿大学蛋白设计研究所 David Baker 教授课题组及其他合作机构在 Science 上发表 论文 ，公布了其开源蛋白质预测工具 RoseTTAFold 的研究结果。仅用一台游戏计算机，在短短十分钟内就能可靠地计算出蛋白质结构。
曾经，科学家需要昂贵科研设备、需要经年累月伏案研究，亦然成果稀疏，进展缓慢。
如今，一台笔记本电脑，十几分钟就能可靠计算预测出蛋白质结构。
不得不说，人工智能为这一困扰生物学界数十年的难题按下了超速快进键。
也难怪，2021年12月，Nature 和 Science 都将「人工智能预测蛋白质结构」评为本年度最重要的发现，Science 更是将其列为“2021 年十大科学突破进展”之首。
颜宁会因为AI失业吗？
AI对结构生物学的这一突破，并没有让科学家们焦虑失业，反而迎来了业界的欢呼。
通过对颜宁科研饭碗的解剖之后，我相信，颜宁也是欢呼的。
为什么这么说？这就要回到科研的初心来说了（假装正经）
经过我一个外行人员的扒坟也能发现，
其一，结构生物学研究生物结构不是目的，而是方法手段，是通往目的地的基础起点。
其二，生物学研究生物结构的真正目的是，通过研究结构解析生命密码，进而解决人类疾病、健康、衰老、长寿、死亡的生命科学问题……终极目标是为了人类快乐幸福而战……（有没有被感染到，想加入科研行列……）
具体到颜宁的科研工作内容来看，人工智能相当于超级小助手，帮她搞清楚了运输蛋白分子结构，她就可以拉快进度条，真正进入到她的下一步科研环节了，比如，针对性研究研究运输安全问题（药物与蛋白质结合细节问题，稳定性）和靶向“药理”问题，离人类快乐幸福生活又近一步了。
从AI赋能科研角度来看，人工智能促进了科学家们从基础科研向应用科研方向迈进，距离产业端更进一步，比如可加速进而推进疫苗治疗、免疫治疗、基因工程等生物医疗产业发展，可以让更多人的生命健康受益，这个价值贡献不可估量。
另一方面，由于人工智能的研究结果进行了开源公布，这也让许多无法负担高额基础科研经费的发展中国家也能迅速加入（生命健康权不是富人特权）。中国作为人口最多的发展中国家，生物医疗的产业需求、经济价值和社会意义不言而喻。
从这个角度来看，颜宁的回国，本是个人抱负与产业发展的双向奔赴。
为什么选择了深圳？
写这篇文章之前，我只知道深圳是中国的科技之都（（抱歉，孤陋寡闻的我没见识了……），只是因工作因素偶然了解到迈瑞医疗在深圳是非常低调但又不可忽视的一个存在。
为了写这篇文章，又扒了扒深圳的生物医疗底子，没成想，华大基因也在深圳（再次没见识的默认以为在帝都）……还有17家生物医药上市公司。
大家就浅浅一看，深圳的生物医疗的底子，就知道颜宁为何与深圳双向奔赴而不是她的母校所在地北京。
其一，深圳政策环境优秀（政治环境和商业氛围就不用赘述了吧）。 深圳是首批国家生物医药产业基地和国家自主创新示范区。深圳市政府办公厅2020年又出台《深圳市促进生物医药产业集聚发展的指导意见》及《深圳市生物医药产业集聚发展实施方案（2020－2025年）》《深圳市生物医药产业发展行动计划（2020－2025年）》两份前瞻性配套文件，与此同时《深圳市促进生物医药产业集聚发展的若干措施》出台，深圳生物医药产业迎来了新的发展机遇。
文件提到，到2025年，全市生物医药产业总产值实现突破2000亿元，建成“一核多中心”错位发展格局，打造十个重大公共服务平台，争取药品临床批件超百个，实现二类、三类医疗器械注册上市产品近万个，基因检测数据产出能力全球第一，努力建成国内领先、国际一流的生物医药产业集聚发展高地。
其二，生物医药产业发展起步早，聚集龙头企业，基础较好。据数据统计显示，目前深圳生物医药上市公司共17家，其中包括迈瑞医疗、健康元、华大基因、华润三九，以及在科创板上市的微芯生物、普门科技等。
对企业感兴趣的可以了解一下。其实生物医疗企业的经营模式、商业模式、产品研发模式也很有意思……奈何本次跨行分析，整不动了……
其三，深圳啥都好，是卷王的天堂，搞钱氛围感的天花板（深圳朋友精准吐槽，在深圳，你想躺下，都有人拉着你起来卷……“。唯一差点意思的可能就是教育资源，在智商卷的道路上略显后劲不足。为此，深圳政府也是卯足了劲到处找人才和资源。前几年有博士的朋友圈流出深圳的中学高薪招引人才的政策。
从这个角度来看，颜宁的加入，也算是专业对口补短板，拉高智商碾压线（帝都稳如泰山，笑而不语）……
不管咋样，祝福这个曾想上北大中文系却误打误撞上了清华生物科学系的自由个性的科学家，如愿实现她的第三个梦想，带领深圳贴上世界生物医疗之都的美誉。
最后感叹一下，邓爷爷画的这个圈圈，雀实画得巴士得板啊，奥力给！
备注：
文中主要配图来自网络，各种酷炫看不懂但是看起来挺漂亮的蛋白质结构图
文中专业数据资料来自药明康德、生物学相关期刊论文等。
