AlphaFold-utviklere vinner gjennombruddsprisen på USD 3 millioner

Portretter av Demis Hassabis og John Jumper.

Demis Hassabis (til venstre) og John Jumper (til høyre) fra DeepMind utviklet AlphaFold, en kunstig intelligens som kan forutsi strukturen til proteiner.Kreditt: Gjennombruddsprisen

Forskerne bak AlphaFold kunstig intelligens (AI)-systemet har vunnet en av årets gjennombruddspriser på USD 3 millioner – de mest lukrative prisene innen vitenskap. Demis Hassabis og John Jumper, begge ved DeepMind i London, ble anerkjent for å lage verktøyet som har spådd 3D-strukturene til nesten alle kjente proteiner på planeten.

“Få funn endrer et felt så dramatisk, så raskt,” sier Mohammed AlQuraishi, en beregningsbiolog ved Columbia University i New York City. “Det har virkelig endret praksisen med strukturell biologi, både beregningsmessig og eksperimentell.”

Prisen var en av fem gjennombruddspriser – delt ut for prestasjoner innen biovitenskap, fysikk og matematikk – utlyst 22. september.

Prisvinnende AI

AlphaFold ble seedet fra suksessen til DeepMinds AlphaGo. Dette var AI-en som i 2016 slo Lee Sedol, en mester i strategispillet Go, i Seoul. “Det var toppen av gaming AI, men det var aldri ment å være et mål i seg selv,” sier Hassabis. “Jeg ønsket å bygge AI for å akselerere vitenskapelig oppdagelse.” Dagen etter hjemkomsten fra Seoul vendte teamet oppmerksomheten mot proteinfolding.

Systemet skapte oppsikt i november 2020 ved å vinne den toårige CASP-konkurransen (Critical Assessment of Structure Prediction), og slo rundt 100 andre programvareprogrammer. En tidligere versjon av AlphaFold hadde vunnet i 2018, men ikke overbevisende, og tvang laget tilbake til tegnebrettet. “Med maskinlæring handler det om å finne den rette balansen mellom arkitekturen – begrensningene som er pålagt av den kjente underliggende vitenskapen – og dataene,” sier Jumper.

Siden DeepMind ga ut en åpen kildekode-versjon av AlphaFold i juli 20211, har mer enn en halv million forskere brukt maskinlæringssystemet, og generert tusenvis av artikler. I juli i år ga DeepMind ut 200 millioner proteinstrukturer spådd fra aminosyresekvenser. Så langt har dataene blitt utnyttet for å takle problemer som spenner fra antibiotikaresistens til avlingens motstandskraft.

“Dette er et stort gjennombrudd, ikke bare fordi de utviklet algoritmen, men fordi de gjorde den tilgjengelig og ga alle disse strukturene,” sier Christine Orengo, en beregningsbiolog ved University College London. Hun legger til at prestasjonen ble muliggjort av et vell av proteinsekvensdata samlet inn av det globale samfunnet.

Hassabis sier at han ble “forbløffet” da han fikk vite at han hadde vunnet en gjennombruddspris, og Jumper sier at han “ikke kunne tro at det var ekte”. Hassabis planlegger å donere noen av gevinstene sine til utdanningsprogrammer som har som mål å øke mangfoldet, og også til initiativer som støtter skoler på landsbygda i Nepal.

Søvnvitenskap og cellulære systemer

En annen gjennombruddspris for livsvitenskap ble tildelt i fellesskap til søvnforskerne Masashi Yanagisawa ved University of Tsukuba, Japan, og Emmanuel Mignot ved Stanford University i Palo Alto, California, for uavhengig å ha oppdaget at narkolepsi er forårsaket av en mangel på hjernekjemisk orexin.

Begge forskerne er «kjemper på feltet» som gjorde at tilstanden ble definitivt diagnostisert, sier Birgitte Rahbek Kornum, en nevrofysiolog ved Københavns Universitet. “Narkolepsi påvirker livskvaliteten alvorlig, og dette tillot pasienter å vite nøyaktig hva som er galt, i stedet for å bli bedt om å “ta tak og holde seg våken”, sier hun. Funnene har også ført til utvikling av medikamentelle behandlinger som for tiden er i kliniske studier.

Yanagisawa sier at han er “dypt beæret” over prisen og planlegger å bruke pengene til å opprette en legat for å finansiere forskning. “Stabil støtte for unge forskere til å gjøre utforskende arbeid i Japan er problematisk,” sier han, og bemerker at hans egen oppdagelse var mulig bare fordi han var fri til å “dra på en ‘fiskeekspedisjon’ uten noen garanti for suksess”.

En tredje livsvitenskapspris deles av Clifford Brangwynne ved Princeton University i New Jersey og Anthony Hyman ved Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics i Dresden, Tyskland, for å ha oppdaget en mekanisme som celleinnhold kan organisere seg ved å segregere inn i små dråper.

Kvantepionerer

Årets gjennombruddspris i grunnleggende fysikk deles mellom fire grunnleggere av feltet kvanteinformasjon: Peter Shor ved Massachusetts Institute of Technology i Cambridge; David Deutsch ved University of Oxford, Storbritannia; Charles Bennett hos IBM i Yorktown, New York; og Gilles Brassard ved University of Montreal i Quebec. Forskningen deres la grunnlaget for utviklingen av ultrasikker kommunikasjon og datamaskiner som en dag kan overgå standardmaskiner på enkelte oppgaver.

“Jeg ble virkelig overrasket over å høre at jeg har blitt tildelt prisen,” sier Shor. “Det er så mye andre har gjort.” På 1990-tallet utviklet Shor den første potensielt nyttige kvantealgoritmen, som en dag kunne gjøre det mulig for kvantedatamaskiner å raskt bryte store tall ned i deres primfaktorer2. Dette øker muligheten for å knekke krypteringskoder som brukes for å sikre mye av dagens internettrafikk, som er basert på store primtall. “Dette massive resultatet beviste at kvantedatamaskiner var mer enn bare en annen akademisk kuriositet,” sier Nikita Gourianov, en kvantefysiker ved University of Oxford.

Gjennombruddsprisen i matematikk går til Daniel Spielman, en matematiker ved Yale University i New Haven, Connecticut. Spielman ble anerkjent for flere fremskritt, inkludert utviklingen av feilkorrigerende koder for å filtrere ut støy i høyoppløselige TV-sendinger.

Gjennombruddsprisene ble grunnlagt i 2012 av Yuri Milner, en russisk-israelsk milliardær. De er nå sponset av Milner og andre Internett-gründere, inkludert Mark Zuckerberg, administrerende direktør i Meta (tidligere Facebook).

Leave a Comment