“只有小学一年级词汇量的孩子，能读懂莎士比亚作品吗？”今天上午举行的第四届世界顶尖科学家论坛·生命科学3.0和交叉研究论坛上，拉斯克医学特别成就奖得主布鲁斯·阿尔伯茨教授发问，质疑目前流行的转化医学研究，呼吁科学界更重视生命科学基础研究。

在探索生命奥秘的基础研究中，跨学科交叉越来越重要，数学、计算机科学、物理学等学科都在与生命科学融合，对生物化学现象和细胞工作机制进行建模研究和定量分析，希望解答人脑意识和智慧、蛋白质折叠等重大科学问题。

呼吁青年科学家不要“赶时髦”

阿尔伯茨是美国《科学》杂志原总编辑，审阅过200多篇《科学》社论，他对一位女科学家写的社论十分认同。“她写到，过度重视转化医学，好比要求只有小学一年级词汇量的孩子理解莎士比亚作品。这句话让我印象深刻，尽管美国国立卫生研究院（NIH）一直强调转化医学的重要性，但基础研究其实也很重要。”

为什么过度重视转化医学是在拔苗助长呢？阿尔伯茨解释道，生物化学和细胞生物学的很多工作机制相当复杂，远甚于科学家以前提出的“反馈和前反馈的闭环”等科学原理。“我主编的教科书《细胞》已有43年历史，每次修订新版本时，我都会为我们的无知感到惭愧。”既然科学家对复杂生命现象的理解还很有限，如果一味强调转化医学，要求科学家尽快把基础研究成果应用于临床，这种转化研究的价值岂不是也很有限吗？

阿尔伯茨发表线上演讲。

因此，这位拉斯克奖得主呼吁研究生命科学的青年科学家不要“赶时髦”，都投入转化医学研究。大量未知的生命奥秘还有待科学家从事基础研究，进行长期探索。在他看来，果蝇大脑基因的建模研究，是青年科学家可以关注的一个方向。虽然果蝇大脑比人类大脑简单得多，但有必要将数学、计算机科学等学科与生命科学交叉，为果蝇大脑的每个基因建模，从而为探索人类意识奠定基础。

图灵奖得主阿尔弗雷德·艾侯很认同阿尔伯茨的观点，认为计算机科学家参与的建模研究有助于理解人的意识和智慧。“能否给出人类意识和智慧的精确定义，是对未来科学家的一个重要挑战。”

新药研发效率有望大幅提升

如何将不同学科的青年科学家集聚在一起，共同研究生命科学前沿问题？诺贝尔生理学或医学奖得主詹姆斯·罗斯曼结合自己的工作经验，说“成功构建交叉学科研究环境，并不是难事”。他担任耶鲁大学细胞生物学系主任时，将研究生物学和物理学的十多位科学家集聚在一个机构。“我们招聘了一批青年科学家，鼓励他们互相交流，开展跨学科合作。”罗斯曼说，“我们没有设定研究路线，因为青年科学家思维活跃，他们碰撞出的火花也许会改变既定研究方向。”

生物学家和物理学家合作开展的生物物理学研究，往往采用定量方法，所以也被称为计算生物学。论坛上，两位中国科学家——马剑鹏和张增辉介绍了各自的计算生物学研究进展，并且都提到“阿尔法折叠2”（AlphaFold2）取得的重大突破。

马剑鹏在论坛上发表观点。

“阿尔法折叠2”是谷歌旗下深度思维公司开发的一个人工智能系统，用于预测蛋白质折叠形成的三维结构。去年11月，这个系统在国际蛋白质结构预测竞赛上夺冠，预测精度非常接近实验测定水平，被《科学》杂志评为“2020年十大科学突破”之一。上海纽约大学教授、华东师范大学教授张增辉说，传统的生物学方法依赖于定性和描述，通常侧重局部性研究。如今有了“阿尔法折叠2”，科研团队原先需要花一年时间研究的某个蛋白质结构，人工智能系统只需几小时就能做出精准预测。这将大幅提高新药研发的效率，因为只有在获得蛋白质靶点的精确三维结构后，科学家才能设计出针对这个靶点的药物。

“我们团队开发的‘作品折叠'（OPUS-Fold）系统，在蛋白质侧链结构的预测精度上超过‘阿尔法折叠2'，相关论文正在接受同行评议。”复旦大学复杂体系多尺度研究院院长马剑鹏透露了这一研究进展。他打比方说：“对蛋白质侧链结构做出精准预测的难度，好比单脚站在一条摇晃的船上。为了不掉到水里，我们要对蛋白质主链结构有深刻的理解。”

复旦团队根据已知蛋白质主链进行侧链建模的结果：蓝色为目标结构，红色为预测结构。