最近在想一件事，嗯...有點科幻。就是我們身體裡那些叫「蛋白質」的小東西，它們其實比較像超精密的微型機器，每個都有自己的任務。
以前我們要搞懂一個蛋白質長什麼樣子、怎麼運作，那真的是...一場惡夢，可能要花掉一個博士生好幾年的青春，還不一定有結果。但現在，AI 進來了。整個遊戲規則好像被改寫了。這不是那種很吵的革命，反而安靜得有點可怕。🤔
所以...AI 到底是怎麼「看懂」蛋白質的？
這件事要從「摺疊」說起。你可以想像蛋白質是一條超長的義大利麵，由很多叫胺基酸的小珠子串起來。但它不是直的，它會自己摺疊成一個超級複雜的 3D 立體形狀，這個形狀決定了它的功能。摺錯了，就變廢物，甚至可能有害。
幾十年來，科學家都在猜這個「摺疊規則」，但組合實在太多了，比宇宙裡的原子還多，根本算不完。然後，Google 旗下的 DeepMind 公司，對，就是搞出 AlphaGo 的那家，他們弄了一個叫 AlphaFold 的 AI。
這個 AlphaFold... 基本上就是直接把這個世紀難題給解了。它預測蛋白質結構的準確度，高到跟實驗室做出來的結果差不多。這真的超扯，等於是給了生物學家一個能看透微觀世界的超級外掛。🤯
但預測形狀只是第一步，真正瘋狂的是「從零開始設計」
好，AlphaFold 很神，但它比較像是「翻譯機」，你給它一個已知的蛋白質序列，它告訴你它會長成什麼樣子。這很厲害，但還不夠。
現在的 AI 已經進到下一個階段了：不是翻譯，是「寫作」。科學家可以直接跟 AI 說：「嘿，我想要一個可以黏住流感病毒的蛋白質」，或者「我需要一個能分解塑膠的酵素」，然後 AI 就...真的能設計出一個全新的、自然界可能從來沒出現過的蛋白質序列。這就是所謂的「從頭設計」（de novo design）。
這方面，美國華盛頓大學的 David Baker 實驗室是先驅，他們開發的工具，像是 Rosetta 和最近的 RFdiffusion，就是這領域的佼佼者。這等於是從擁有「食譜翻譯機」進化到擁有「米其林主廚創意產生器」。老實說，想到這裡會有點毛骨悚然的興奮感。
所以... AI 加入後，到底差多少？
講了這麼多，可能還是有點抽象。我們直接來比較一下，傳統方法跟 AI 輔助設計，到底差在哪。我自己是覺得，這個對比最驚人。
| 比較項目 | 傳統實驗室作法 | AI 輔助設計 |
|---|---|---|
| 開發時間 | 嗯...幾年起跳是基本。常常是一個博士生的畢業題目，還可能失敗。 | 快很多。從幾週到幾個月不等，看複雜度。跟以前比是光速了。 |
| 成功率 | 說真的，很看運氣。試錯成本超高，失敗個幾十次很正常。 | 成功率拉高非常多。AI 先在電腦裡篩掉幾百萬種失敗可能，讓你專心做最有希望的。 |
| 成本 | 天價。儀器、試劑、人力...全都是錢坑。一個案子燒掉幾百萬美金很常見。 | 主要是算力費用跟後續實驗驗證。但總體來說，比以前便宜太多了。 |
| 設計彈性 | 很有限。通常只能在現有的蛋白質上做點小修改，像小改款。 | 幾乎是無限的。你可以設計出全新的功能、全新的結構，等於是打造一台全新的車。 |
你看，這已經不是單純的「效率提昇」，這根本是不同次元的玩法了。
OK，那...這東西到底能用來幹嘛？
這才是重點。這些 AI 設計出來的蛋白質，已經開始用在一些很酷的地方了。
一個是前面提到的「吃塑膠的酵素」。科學家已經用 AI 重新設計了一種酵素（叫做 PETase），分解 PET 塑膠（就是寶特瓶那種）的效率比自然界的版本高很多。雖然離大規模解決海洋垃圾問題還有距離，但這已經是個很驚人的開始了。
另一個更貼近我們生活的，是醫療。想像一下，未來的流感疫苗，不是每年都打公版，而是可以快速針對當年最新的病毒株，用 AI 設計出最有效的「蛋白質飛彈」去攔截它。甚至是個人化的癌症治療，設計出只會攻擊你體內癌細胞的蛋白質藥物。這聽起來很像電影，但相關研究真的已經在進行了。
不過，凡事都有另一面...對吧？
對。這種力量強大到有點犯規的技術，不可能沒有風險。這也是我一開始覺得有點毛毛的地方。
大家很愛講「扮演上帝」這種倫理問題，但我覺得那有點遠。更實際的威脅是「生物安全」（Biosecurity）。既然 AI 可以設計出解決問題的蛋白質，那有心人士當然也可以反過來，用它設計出超級病毒的關鍵蛋白、或是某種目前無解的生物毒素。這不是危言聳聽，相關的疑慮在學術界已經被提出來了。
還有一個很頭痛的問題：智慧財產權。如果一個蛋白質是 AI 設計的，那它的專利應該算誰的？是寫程式的工程師？是提供數據的公司？還是...AI 本身？這問題現在還沒有答案，但可以預見未來一定會吵翻天。
說到研究，其實不只國外像 DeepMind 或華盛頓大學的 Baker 實驗室在做。像在台灣，中研院（Academia Sinica）其實也有非常強的團隊在深耕生物資訊和蛋白質科學。根據我讀到的資料，他們的研究方向可能跟這些大公司不完全一樣，但能量是一直都在的，只是相對比較少被大眾媒體報導而已。
所以，我們現在到底在哪個階段？
我自己感覺，我們就像是剛找到電的用法，但還沒發明出燈泡、電腦和網路的那個時代。我們知道這東西很猛，但它到底會把人類帶到哪裡去，沒人說得準。
它可能帶來個人化醫療的黃金時代，也可能打開一個充滿生物武器的潘朵拉盒子。很可能兩者都會發生。
我們現在能做的，大概就是保持關注，並且...多一點思考吧。技術本身是中性的，但用它的人不是。當我們可以從零開始創造生命最基本的零件時，我們好像也同時給了自己一個前所未有的巨大責任。
這話題有點硬，但我覺得它真的太重要了，忍不住想分享。不知道你怎麼看這件事？你覺得 AI 設計蛋白質，是利大於弊，還是反過來？
