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我國科學家在2010年第九屆全球蛋白質結構預測比賽(CASP9)中喜獲佳績

發布時間:2010年12月10日

  2010年第九屆全球蛋白結構預測比賽結果最近揭曉,中國科學院生物物理研究所蔣太交研究組發展的Jiang_Assembly蛋白質結構預測服務器進入了前二十名,代表著我國在蛋白質三維結構預測領域中進入了世界上游水平。

  眾所周知,蛋白質三維結構預測是計算生物學領域中最具挑戰性的一個研究方向,迄今為止還有很多問題懸而未決。為了客觀和有效地評估蛋白質結構預測技術發展水平,1994年由美國科學家約翰·莫爾特(John Moult)倡議在全球范圍內進行蛋白結構預測比賽即CASP(Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction)(http://predictioncenter.org/)。CASP比賽每兩年舉行一次,已成為計算生物學領域中最權威和最富盛名的比賽,每次比賽都吸引了許多來自生物物理學、計算機科學、高能物理學、計算化學和計算數學等不同領域的專家參加。

  第九屆全球蛋白結構預測比賽(CASP9)于2010年五月初開始,七月二十號左右結束。CASP9歷時將近2個半月,一共預測129個通過X射線或者核磁共振實驗測定的,但結構未公布的蛋白質結構。全球共有176個研究小組和近80個蛋白質預測服務器參加三維結構預測比賽 (http://predictioncenter.org/casp9/numbers.cgi),來自生物物理研究所蔣太交研究組發展的Jiang_Assembly蛋白質結構預測服務器獲得了19名的好成績,該平臺2008年首次參加CASP時就曾經進入了前50名。蔣太交研究組從2005年起,在中科院的支持下開始著手該領域研究工作,在打分方程、主鏈預測流程與側鏈模擬等蛋白質結構預測的重要環節上發展了原創性的算法,從頭發展了一套蛋白質三維結構預測的新方法。該蛋白質結構預測平臺的發展凝聚了胡云、吳愛平、田麗青和曹陽等許多研究生多年努力的成果。這個結構預測比賽的成績已經非常接近如Baker,Sternberg這些國際著名的計算結構生物學實驗室水平,表明我國在蛋白三維結構預測領域已經接近世界領先水平。

  此次比賽排名靠前的研究小組中,絕大部分來自美國和歐洲,只有3個研究小組來自非歐美地區,它們分別是來自韓國的“Seok-server”(第9位),中國的“Jiang_Assembly”(第19位),日本的“FAMSD”(第21位)(http://predictioncenter.org/casp9/CD/data/html/groups.2.html)。在歷屆CASP中,排名靠前的小組絕大多數來自美國,英國,德國等科技發達的歐美國家,其中許多歐美華人科學家,例如張陽、周耀旗、許錦波、李明、徐東、程建林等表現尤為突出。在歐美以外的地區,只有日本和韓國有研究小組在CASP中排名比較靠前。中國大陸和臺灣地區雖然經常有小組參加,但是成績一直不夠突出。

  蛋白質結構預測是一個巨大的系統工程,在預測流程上,既需要發展有效的打分函數,又需要發展有效的算法;在結構層次上,既需要模擬蛋白質的主鏈結構,又需要模擬蛋白質的側鏈結構。因此,蛋白質預測是一個極度注重積累和傳承的研究領域。在結構預測比賽中取得較好成績的研究小組無不積累多年,花費大量的人力與物力。例如,年輕的美國科學院院士、西雅圖華盛頓大學的 David Baker教授實驗室十多年來一直從事蛋白結構預測與設計。該實驗室擁有近三十個博士后進行蛋白質三維結構預測和蛋白設計方法的工作,每次都有近十人參加結構預測比賽,同時可以利用大量的計算資源為蛋白質結構預測服務。如此大的人力資源和計算資源,可以想象蛋白質三維結構預測問題的復雜性和挑戰性。此外,社會關注對于蛋白質預測這一研究領域的發展也十分重要,蛋白質結構預測在韓國等國家早就獲得了高度重視,各大主流媒體也多次對結構預測比賽進行報道。我國科學家此次在第九屆全球蛋白質結構預測比賽(CASP9)中喜獲佳績,也將促進該領域的進一步發展。

 

(科技處報道)

(2010年12月10日)

 

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