GoogleのAI部門が開発を続けているソフトウェア「AlphaFold」。「タンパク質の折りたたみ問題」を解くためのAIプログラムとのことですが、そもそも「タンパク質の折りたたみ問題」とはいかなるもので、なぜこの問題を説くことが重要視されるのでしょうか。今回のメルマガ『週刊 Life is beautiful』では著者で世界的エンジニアとして知られる中島聡さんが、そんな疑問に対する答えを具体例を上げつつわかりやすく解説。さらに「AlphaFold」が医学の進歩に大きな影響を与える理由を紹介しています。
※本記事のタイトルはMAG2NEWS編集部によるものです／原題：AIと医療（AlphaFold）
プロフィール：中島聡（なかじま・さとし）
ブロガー／起業家／ソフトウェア・エンジニア、工学修士（早稲田大学）／MBA（ワシントン大学）。NTT通信研究所／マイクロソフト日本法人／マイクロソフト本社勤務後、ソフトウェアベンチャーUIEvolution Inc.を米国シアトルで起業。現在は neu.Pen LLCでiPhone/iPadアプリの開発。
AIと医療（AlphaFold）
AlphaFoldは、GoogleのAI部門、DeepMindが開発している、ニューラルネットを活用した「タンパク質の折りたたみ問題（protein-folding problem）」を解くためのソフトウェアです。Critical Assessment of Structure Prediction（CASP）は、1994年から2年に一度行われている、研究者たちの間の「タンパク質の折りたたみ問題」の解決法を披露しあう場ですが、2020年にDeepMindが発表したAlphaFold 2が、それまでの記録を大幅に塗り替える圧倒的な正確さで、この問題を解決し、研究者たちの注目を集めただけでなく、医学の世界に大きな進歩をもたらすと期待されています。
今週は、この話を、そもそもなぜ「タンパク質の折りたたみ問題」を解くことが重要なのか、からスタートして解説します。
私たちの体は、約60％が水で出来ていますが、その次に多いのが、筋肉・皮膚・内臓などを構成しているタンパク質で、約20％です。
筋肉・皮膚・内臓と書くと、まるで建物で言うところの壁・内装・外装に相当する「構造物」のようなイメージを持つかも知れませんが、タンパク質はそれだけではなく、さまざまな「機能」を持っています。具体的には、
- 何かに化学的な変化を与える「酵素」
- 体の別の場所にメッセージを運ぶ「ホルモン」
- 光を感じる「光受容体」
- 特定の波長の光に励起すると蛍光を発する「蛍光タンパク質」
- 葉緑素と結合して光エネルギーを使ってデンプンを合成する「葉緑素タンパク」
などです。
家に例えれば、電灯・太陽光パネル・各種配線・家電製品のような役割を果たしているのです。
その中で特に面白いのが、ホルモンです。先週の「痩せ薬の役割を果たす糖尿病治療薬」の時に出てきたGLP-1（グルカゴン様ペプチド-1）は、食べ物を食べると小腸から血管を通して全身に送られるホルモンで、膵臓に働いてインスリンを分泌させ、同時に、脳に働いて食欲を減らします。
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ホームオートメーションが進んだ家だと、パソコンから離れたの部屋の電気を付けたり消したりできますが、それと同様のことが、私たちの体の中でも行われているのです。ホームオートメーションの場合は、特定のアドレスに向けたTCP/IPパケットが、WiFiを通じて送られますが、体の場合は、特定の臓器に向けたホルモンが血管を通じて送られるのです。
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