中国科大三剑客扬威蛋白质结构预测“奥运会”

两年一度的第6届蛋白质结构预测关键技术分析大赛(简称CASP)近日在意大利加埃塔落幕,华裔代表队战绩骄人,其中周耀旗的“火花”和许锦波(导师:李明)的“猛龙”分别夺得独立服务器组第一名、第三名,余立渤(导师:李明)的“王牌”夺得群体服务器比赛第二名。而这三个获奖选手全部是中国科技大学的毕业生。“猛龙” 另辟捷径,没有采用传统动态规划手段,开创性的引入整数规划技术,2002年,“猛龙” 初出茅庐,即在与CASP3齐名的CAFASP大赛中,一举夺冠,此次转战CASP大赛,成绩依然出色。由于“火花”、“王牌”的出色表现,组委会特别邀请这两个研究组在意大利举行的CASP6会议上作报告,据悉,组委会在服务器组中只邀请了这两个代表队做特邀报告。

蛋白质结构预测关键技术分析大赛由美国国家医学研究院等主办,被称为蛋白质结构预测领域的奥林匹克比赛。蛋白质结构预测从上个世纪50年代以来 一直是结构生物学家面临的巨大挑战,科学家付出了巨大努力进行突破,进展都不理想。结构生物学界,通常使用X射线或核磁共振手段等两种实验手段解析蛋白质结构,但实验成本太高,耗时太长。近年来,随着已知蛋白质结构数量的迅猛增长和高性能计算技术的飞速发展,人们希望借助计算机来实现蛋白质结构自动预测,以取代繁琐的手工预测。这已成为新兴的生物信息学科的重要研究方向,科学家们正在使用序列搜索、结构匹配和机器学习等尖端技术,通过结构已知的蛋白质和未知蛋白质的对比分析来“猜测”未知蛋白质的结构,从而攻克蛋白质结构预测难题。

本届CASP大赛阵容空前,手工组共201个代表队参赛,服务器组分为群体服务器和独立服务器组两类(群体服务器通常综合多个独立服务器,从中筛选最优结果),共65个代表队。参赛队来自全球美国、加拿大、瑞典、英国、德国、波兰、以色列、日本等几十个国家。在服务器组比赛中,主办方每周给出8-9个未知蛋白质(不少属疑难蛋白质),对于每个蛋白质,参赛者只有48小时进行结构预测,并将预测结果传回比赛中心。主办方再请结构解析方测定蛋白质结构,对参赛者的预测结果结构进行软件评分,评估其结果和真实结构的吻合程度。

本届比赛从2004年5月开始,8月结束,但成绩直到年底结构解析方的结果公布才逐渐明朗。如果说马拉松式的赛程是对全球参赛者智力和体力的残酷考验,那么其后在漫长的等待,一波三折成绩产生过程更是对心理承受能力的训练。由于比赛旷日持久,使CASP的竞争激烈程度比之真正的奥运会毫不逊色,服务器两个组的前几名成绩差别微乎其微,几乎并驾齐驱,群体服务器组中,余立渤的“王牌”一直领先,最后华盛顿大学的David Baker博士的ROBETTA以微弱优势胜出。2004年12月,由于“王牌”的卓越表现,组办方特别邀请加拿大滑铁卢大学研究组在意大利举行的CASP6会议上作报告。而独立服务器组分获冠军和季军的周耀旗、许锦波差距也非常小。

据悉,获奖的三位华裔全部毕业于中国科技大学。其中,周耀旗(793校友)1985年毕业于科大化学物理系,1990年获纽约大学石溪分校化学物理博士学位,现为纽约大学布法罗分校生理学与生物物理系副教授;许锦波(9111校友)1991年因江西省数学竞赛第一名而被保送中国科大计算机系,2003年获加拿大滑铁卢大学博士学位,之后任该校研究助理教授,现为麻省理工学院博士后研究员;余立渤(9310校友)1998年毕业于科大自动化系,2005年在加拿大滑铁卢大学计算机学院获得硕士学位。许锦波、余立渤的导师李明教授,领导了“猛龙”和“王牌”蛋白质预测服务器的研究。李明1978-1980就读于中国科技大学研究生院,现任滑铁卢大学生物信息学首席教授,兼任中国科大客座教授,李明教授是生物信息学的世界级权威,曾在1996年获E.W.R. Steacie纪念奖,1997年获得该年度唯一的加拿大华人职业联盟贡献奖;2001年获Killam大奖。

中国科大海外校友基金会、新闻中心特约记者 刘志峰(9500)报道