1月30日，百度研究院宣布，將向各基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)、防疫中心及全世界科學(xué)研究中心免費(fèi)開(kāi)放線性時(shí)間算法 LinearFold 以及世界上現(xiàn)有最快的 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)網(wǎng)站，以提升新型冠狀病毒RNA空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)速度，從而助力疫情防控。據(jù)百度研究院科學(xué)家透露，LinearFold算法可將此次新型冠狀病毒的全基因組二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)從55 分鐘縮短至27 秒，提速 120 倍，節(jié)省了兩個(gè)數(shù)量級(jí)的等待時(shí)間。
防控疫情，眾志成城。人工智能技術(shù)正被應(yīng)用到疫情防控中來(lái)。幾天前，百度宣布成立總規(guī)模3億元疫情及公共衛(wèi)生安全攻堅(jiān)專項(xiàng)基金，用于支持新型冠狀病毒等新疾病的治愈藥物篩選、研發(fā)等一系列抗擊疫情工作。同時(shí)提供人工智能技術(shù)支持，配套億級(jí)計(jì)算資源，助力疾控機(jī)構(gòu)、科研院所等研究單位進(jìn)行研發(fā)提速。
本次可大大加快 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)速度的LinearFold算法，百度于2019年7月首次提出。該算法使得整序列、整基因組的 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)成為可能，也是 RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)領(lǐng)域 40 年來(lái)第一次重大提速。這項(xiàng)工作發(fā)表于生物信息學(xué)頂級(jí)會(huì)議 ISMB 2019 和生物信息學(xué)權(quán)威雜志 Bioinformatics，受到了諸多業(yè)內(nèi)專家的高度評(píng)價(jià)。
針對(duì)此次新型冠狀病毒的基因組(長(zhǎng)達(dá) 3 萬(wàn)個(gè)堿基)，采用該算法，27秒就可以預(yù)測(cè)其結(jié)構(gòu)。相較于經(jīng)典算法，現(xiàn)在只需不到半分鐘就可以拿到病毒的結(jié)構(gòu)資料，提升基因檢測(cè)、疫苗研發(fā)等科研中心的工作效率，讓病毒的研究及疫苗開(kāi)發(fā)速度快速提升。
此次引起武漢肺炎的新型冠狀病毒(2019-nCoV)與“非典”病毒、艾滋病毒、埃博拉病毒、流感病毒一樣，都屬于RNA病毒，其單鏈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致病毒更容易變異、不易開(kāi)發(fā)疫苗。與2003年的“非典”病毒相比，新型冠狀病毒同時(shí)具有潛伏期長(zhǎng)的特點(diǎn)，并且其潛伏期仍具有較高傳染性，防控工作成為與“時(shí)間”賽跑的競(jìng)速賽。
RNA 序列有豐富的空間結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)能決定 RNA 的功能，進(jìn)而幫助設(shè)計(jì)分子藥物和分子檢測(cè)儀。傳統(tǒng)上，RNA 二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)需要三次方時(shí)間復(fù)雜度的算法，也就是說(shuō)，如果序列長(zhǎng)度翻一倍的話，就要付出 8 倍的計(jì)算時(shí)間，這對(duì)于 RNA 病毒基因組這樣的超長(zhǎng)序列(例如艾滋病毒有約1萬(wàn)個(gè)堿基，埃博拉病毒有約2萬(wàn)個(gè)堿基)需要很長(zhǎng)的等待時(shí)間。而冠狀病毒(包括非典病毒和這次的新冠病毒)的基因組又是所有 RNA 病毒里最長(zhǎng)的，長(zhǎng)達(dá) 3 萬(wàn)個(gè)堿基，最快的經(jīng)典算法也需要 55 分鐘。百度LinearFold 算法僅需 27 秒就能解出新型冠狀病毒全基因組的 RNA 二級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)科學(xué)家深入了解武漢肺炎基因組的性質(zhì)以及設(shè)計(jì)針對(duì)性藥物提供了有用信息。
與此同時(shí)，百度開(kāi)放 LinearFold 網(wǎng)站給全世界科學(xué)家免費(fèi)使用，較同類網(wǎng)站相比，在RNA 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)速度和序列長(zhǎng)度方面，該網(wǎng)站都具有明顯優(yōu)勢(shì)，在預(yù)測(cè)速度上無(wú)出其右，而且能處理的最長(zhǎng)序列長(zhǎng)度達(dá) 10 萬(wàn)堿基，能滿足對(duì)RNA病毒全基因組結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的要求。
新型冠狀病毒感染的肺炎疫情消息牽動(dòng)著每個(gè)人的心，隨著抗擊行動(dòng)的不斷深入，百度先后上線了百度APP“抗擊肺炎”頻道、“在線問(wèn)醫(yī)生”服務(wù)免費(fèi)通道、疫情相關(guān)關(guān)鍵詞新聞聚合頁(yè)面、開(kāi)通辟謠專區(qū)、疫情實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)報(bào)告以及百度地圖“發(fā)熱門診地圖”等舉措，百度旗下多款等產(chǎn)品紛紛加入其中，全方位助力抗擊疫情。
如有需RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法和技術(shù)支持的科研單位、防疫部門等，可聯(lián)系百度研究院該項(xiàng)目專用郵箱RNA@baidu.com?？箵粢咔?，眾志成城，中國(guó)在行動(dòng)!
