蛋白质结构大数据“比对高速路”开通…有望改写疾病研究格局[读懂科学]

by Kim Jonghwa

Published 30 Jan.2026 04:00(KST)

首尔大学 Martin Steinegger 团队开发超高速分析平台“FoldMason”
结构比对速度最高提升至原来的1000倍…刊登于《Science》

韩国研究团队开发出一项超高速分析技术，能够一次性追踪历经数十亿年的蛋白质进化过程。随着人工智能（AI）技术的发展，蛋白质结构数据激增，这项技术为精细比较和分析这些数据打开了通道，有望大幅加快疾病致病机制解析和新药开发研究的进程。

科学技术信息通信部表示，首尔大学生命科学系 Martin Steinegger 教授研究团队开发出了基于大规模蛋白质结构大数据的超高速、高精度多重比对分析平台“FoldMason”。此次研究成果发表在世界顶级学术期刊《科学》（Science）上。

将多种蛋白质的三维结构叠加后进行比较和排列的可视化图像。首尔大学研究团队开发的“FoldMason”可以对海量蛋白质结构数据进行超高速分析。Getty Image Bank提供

蛋白质通过由氨基酸折叠形成的三维结构来执行生物学功能。理解这一结构如何演化，是揭示疾病和衰老成因的关键。

近年来，随着基于 AI 的蛋白质结构预测技术的发展，产生了海量结构数据，但问题在于如何以足够的速度和精度对其进行相互比较和比对。尤其是蛋白质间相似性极低、以往方法几乎无法分析的“暮光地带（Twilight Zone）”区域，长期以来一直是研究的瓶颈。

为解决这一瓶颈，Steinegger 教授团队开发了新的软件 FoldMason，将蛋白质三维结构信息与氨基酸序列信息进行整合分析。该平台在保持高精度的同时，实现了比现有结构比对方法快 100 倍至最高 1000 倍的速度。

借此，研究人员能够一次性比较数十万个蛋白质结构，包括此前难以触及的暮光地带在内，几乎所有蛋白质家族都可以开展大规模进化分析。研究团队利用 FoldMason 证实，即便在人类和细菌这样完全不同的生命体中，应对病毒的关键蛋白质的结构“设计图”也在数十亿年间得以保持。

主导本次研究的首尔大学生命科学系 Martin Steinegger 教授表示：“这一成果为大规模追踪蛋白质进化开辟了新道路。通过精细分析与疾病相关蛋白质的结构差异，有望进一步实现新的新药靶点发掘。”

本研究通过科学技术信息通信部的优秀青年研究者资助项目得以推进。包括来自德国的 Steinegger 教授和来自澳大利亚的韩国基础科学支撑研究院研究员 Cameron Gilchrist 在内的全球人才，在韩国本土科研环境中创造出世界级成果，这一点也具有重要意义。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。