AlphaFold 2 en GitHub Copilot

2021: AI lost een 50 jaar oud probleem op — en schrijft je code

Het jaar 2021 bracht twee fundamentele demonstraties van hoe AI buiten de taal-AI-sfeer levens kon veranderen. DeepMind loste het eiwitvouwingsprobleem op — een van de grootse open uitdagingen in de biologie en medische wetenschap. En GitHub en OpenAI brachten Copilot uit, een AI-assistent die code schreef voor software-engineers — een voorproefje van hoe AI de kenniswerker zou veranderen.

AlphaFold 2: het eiwitvouwingsprobleem opgelost

Eiwitten zijn de moleculaire machines van het leven. Ze bestaan uit ketens van aminozuren die vouwen tot specifieke driedimensionale structuren, en die structuur bepaalt hun functie. Het eiwitvouwingsprobleem — hoe kun je de 3D-structuur van een eiwit voorspellen op basis van zijn aminozuurvolgorde — had biologen en chemici meer dan vijftig jaar beziggehouden. Experimentele methoden (X-ray crystallography, cryo-EM) waren uiterst traag en duur: het bepalen van één eiwitstructuur kon jaren en miljoenen dollars kosten.

In december 2020 presenteerde DeepMind tijdens de CASP14-competitie (Critical Assessment of Structure Prediction) de resultaten van AlphaFold 2, dat in juli 2021 formeel in Nature werd gepubliceerd. Het systeem voorspelde eiwitstructuren met een nauwkeurigheid van gemiddeld 92,4 op de GDT-schaal — vergelijkbaar met experimentele methoden. Biologen die decennialang aan specifieke eiwitten hadden gewerkt, zagen hun structuur in minuten voorspeld worden.

Impact op wetenschap en medicijnontwikkeling

In juli 2022 stelde DeepMind de AlphaFold Protein Structure Database beschikbaar: voorspellingen voor 200 miljoen eiwitten uit vrijwel alle bekende organismen. Dit omvatte vrijwel het volledige menselijke proteoom. Wetenschappers wereldwijd begonnen AlphaFold te gebruiken voor het ontwerpen van nieuwe medicijnen, het begrijpen van ziektemechanismen en het ontdekken van nieuwe biologische functies. In 2024 ontving Demis Hassabis, de oprichter van DeepMind, de Nobelprijs voor Scheikunde mede voor AlphaFold.

GitHub Copilot: de AI-mede-programmeur

In juni 2021 lanceerde GitHub, eigendom van Microsoft, GitHub Copilot in een technische preview. Copilot was gebouwd op OpenAI Codex, een versie van GPT-3 fijngestemd op honderden miljoen publieke GitHub-repositories. Het systeem kon code completeren, volledige functies genereren op basis van commentaar, alternatieve implementaties voorstellen en bugs detecteren.

De impact op software-engineers was onmiddellijk voelbaar. Onderzoek toonde aan dat Copilot-gebruikers tot 55% sneller bepaalde taken voltooiden. Maar er was ook kritiek: over auteursrecht van trainingsdata, over het accepteren van nonchalante code-suggesties zonder na te denken, en over wat het betekende voor het leerproces van junior-ontwikkelaars. GitHub Copilot werd een van de snelst gegroeide developer-tools ooit en baande de weg voor Cursor, Windsurf en Claude Code in de jaren erna.

Bronnen

• Jumper, J. et al. (2021). Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature, 596, 583–589. nature.com
• Chen, M. et al. (2021). Evaluating Large Language Models Trained on Code. arXiv:2107.03374.
• AlphaFold Protein Structure Database
• Wikipedia — AlphaFold
• GitHub Copilot