7月16日早朝、アミノ酸配列を入力すると、その配列をもつタンパク質（蛋白質）の立体構造をほぼ完璧に予測できるというGoogleのDeep Mind系列の人工知能ソフトAlphaFold2の論文とソフトが公開されて、ものすごい反響を呼んでいます。
生物学の革命を今まのあたりにしているのだと思います。タンパク質の立体構造を予測するプログラムのコンテストで驚異の成績で優勝したソフトです。コンテストは、構造解析の実験で立体構造がわかっているがまだ立体構造が未公開のタンパク質のアミノ酸配列を問題として与えて、参加したグループが立体構造の予測を競うというものです。ここのところあまり良い結果がでていなかったそうです。そこに突如参加したAlphaFoldというGoogleのグループが初回でトップの成績をあげ、二回目の去年の大会では、改良版AlphaFold２がほとんどの問題で実験結果とぴったりの予測に成功して世間を震撼させたのでした。このソフトとアルゴリズム、AIの学習データセットの公開が待たれていたのですが、ついに公開されて全世界でAlphaFoldがブームになっているようです。7月16日早朝、雑誌Natureに論文が公開されて
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03819-2
プログラムも一般公開されました。
https://github.com/deepmind/alphafold

プログラムの導入方法や使い方については、以下の森脇　由隆さんの記事が最高にわかりやすいのでご覧ください。
https://qiita.com/Ag_smith/items/7c76438906b3f665af38

Twitterも参考になります。https://twitter.com/Ag_smith
上の記事によると使用するコンピュータはlinuxの動くパソコンでメモリが32ギガバイトから64ギガバイト(それ以上ならなおよいでしょう）、ディスク容量はデータベースをダウンロードする必要があるので4テラバイト以上必要です。計算スピードが必要なので高速のSSDドライブを使うのがいいそうです。M.2 SSDという最新型のドライブ（メモリーみたいに差し込むだけで使えるのでSSDをつなぐケーブルとかがないものです）のパソコンがおすすめです。グラフィックボードはRTX3060以上がよいそうです。この森脇先生はRyzen9 5900X, RTX3090, HDD　8TBで使った場合、二時間余りで立体構造の計算結果がでるとTwitterに書かれていました。

残念ながら私のパソコンはこのスペックではなかった（ディスク容量不足など）ため、新たに購入する必要がありそうです。ただグラフィックボードはビットコインのマイニングで品薄となっていて昔10万したものが倍の値段になっていたりするので、あまりこれにお金はかけずに第四世代のPCIe (PCI express：Peripheral Component Interconnect Express)対応のマザーボードとPCIe 4.0対応のM.2 SSDで高速化を図るほうがよいと、阪大の先生からアドバイスをもらいました。

ということで、自分のパソコンでは動かないので、パソコンを組み立てる前に、Google Colaboratoryで利用できAlphaFold2を使ってみることにしました。Googleのアカウントを取得しておいて、以下のurlからアカウントとのログイン名とパスワードを使ってログインして使います。
https://colab.research.google.com/drive/1LVPSOf4L502F21RWBmYJJYYLDlOU2NTL
使い方は簡単で、アミノ酸配列を入力部分にペースト、上のほうにあるランタイムのプルダウンメニューからランタイムのタイプを変更を選んでGPUを使うに設定し保存、その後入力アミノ酸配列を確認して、ランタイムからすべてのセルを実行を選んで開始します。

さっそく私達が解析していたN型糖鎖の合成の第一段階で働く酵素DPAGT1の線虫版algn-7遺伝子産物を解析してみました。2時間弱で解析がおわりました。結果が冒頭の写真です。５つの予測結果が返ってきてダウンロード可能です。このサイトに書いてあるように、GPUの割当が不足で計算が途中で止まることもある（たとえば全長2300アミノ酸のタンパク質を解析しようとしたらだめでした）ようですが、1000アミノ酸程度の長さのものなら1-2時間で解析が終わります。

ところがビッグニュースが今日とびこんできました。なんと21の生物種のプロテオームのAlphaFold2による解析がすでに終了しており、その解析結果がダウンロード可能になっています。要するに21種の生物の全タンパク質のAlphaFold2による立体構造解析結果が一括でダウンロードできるというわけです。
ヒト、マウス、ゼブラフィッシュ、シロイヌナズナ、大腸菌、線虫C. elegansなど主なモデル生物種が網羅されています(以下のリンクをクリックしてください）。私は早速　線虫のタンパク質の解析結果をダウンロードしました。
https://alphafold.ebi.ac.uk/download

For downloading all predictions for all species, visit the FTP site:
ftp://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/alphafold
だそうですので、ftpでダウンロードするのもよいでしょう。

ダウンロードしたプロテオームファイルはtar圧縮ファイルなのでWindowsのパソコンなら7-zipなどの解凍ソフトで解凍します。
解凍されたファイル(まだgz拡張子がついた圧縮ファイルです）にはファイル名にUniprotのタンパク質登録名が入っています。たとえば上で解析したN型糖鎖合成の第一段階をつかさどる酵素(algn-7遺伝子の作る酵素）の立体構造解析の結果を調べたいとします。このタンパク質はUniprotではQ9U1Z2という登録名なので、解凍したフォルダのなかでQ9U1Z2という名前の入っているファイルを検索します。
するとファイル名がAF-Q9U1Z2-F1-model_v1.pdb.gzとAF-Q9U1Z2-F1-model_v1.cif.gzという二つの圧縮ファイルが見つかりました。これらをそれぞれ7-zipで解凍してできるのがAlphaFoldによる予測結果です。
解凍してできたpdbファイルはオンラインでは
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/icn3d/full.html
にアクセスしてパソコンのファイルを指定してloadすれば、立体構造を手軽にみることができます。以下の写真がダウンロードしたpdbファイルを表示した写真です。私が昨日解析した上の結果とほとんど同じです。

またcifファイルはJmolとかで読み込めば立体構造が簡単にみられます。Jmolのダウンロードは以下から可能です。
http://jmol.sourceforge.net/
Jmolの使い方はここにあります。要するにjmol.batというファイルをダブルクリックしたら使えるので簡単です。
https://katakago.sakura.ne.jp/soft/jmol/jmol-pc.html

Uniprotにもヒトのタンパク質についてはAlphaFold２の予測結果は掲載されているようですが、まだ掲載されていない生物種も多いのでこのダウンロードファイルは貴重ですね。

(おまけの追記です。2021/07/24）
以下のリンクに詳しい説明とダウンロードリンクもあります。
https://insideuniprot.blogspot.com/2021/07/alphafold-structure-predictions-freely.html
このリンクにある記事を参考にヒトのタンパク質のAlphaFoldによる解析例を紹介します。ヒトの遺伝子の例として、私達が以前研究していたコンドロイチン合成酵素chondroitin synthase 1 (CHSY1)についてみてみましょう。UniprotでCHSY1とhumanの二語を検索窓に入れて検索すると、一番上の検索結果にQBX52というのがあります。
https://www.uniprot.org/uniprot/Q86X52
これをクリックしてみると、このタンパク質についてのすべてが載っているのですが、Structureの項目を探してみると、そこにAlphaFold2による予測結果が載っています。そこにあるAlphaFoldというリンクをクリックすると予測結果のページが表示されますのでご覧ください。
https://alphafold.ebi.ac.uk/entry/Q86X52

(注：このブログでは、12ポイント太字の部分はリンクです。クリックすると該当ページが開きます。）
日経Linux2020年11月号の付録にClonezilla 2.6.7-28のISOファイルがついていました。このソフトはLinuxやWindows(MacやChromeOS、アンドロイドなども可能）のシステムを、まるごとバックアップをするフリーソフトでここからダウンロード可能です(最新版は2.7.0-10)。使用しているブロックだけをバックアップするので、短時間でイメージやクローンがつくれます。ちょうど今まで利用していたLinux　LTS版（ubuntu 16.04 LTS)のサポートがきれていたので、現在の環境をClonezillaでバックアップしておいて、最新版のLTSを入れなおすことにしました。
このソフトはNorton GhostとかTrue Imageとかいう有料ソフトと同様なソフトで、Windows やLinux、Macなどのイメージをつくっておいて、必要になったらそのイメージから現在のシステムを復活する(リストアする）ことができます。
注意点ですが、このソフトでは、まずバックアップ先を指定した後、バックアップするシステムを指定するという順番でバックアップします。つまりバックアップ用の外付けハードディスあるいはUSBメモリなどをまず指定し、その後、現在使っていてバックアップしたいドライブ(バックアップ元といわれるもので、複数同時指定可能）を指定してバックアップするのです。
ネット検索してみても日本語で使い方の詳しい説明をしているサイトがあまりなかったので、以下に具体的なやり方をまとめておきます。
１）まずClonezillaのサイトからClonezilla LiveのISOイメージファイル　(ubuntuベースのものでなくて、DebianベースのものでOKです）をダウンロードします。ダウンロードしたISOファイルから起動用USBメディアをEtcherというソフトを使って作成します。EtcherというこのソフトはWindows, Mac, Linuxなどに対応しており、一発で起動用USBを作成できるソフトです。イメージファイルのありかを指定し、USBメモリを選び、ボタンを押すだけでブート用USBメモリができあがります。前に紹介したRufusというソフトも利用できますが、Etcherのほうが簡単です。(もちろんClonezillaのISOイメージをCDやDVDに焼いて、CDやDVDから起動して利用することもできます。）
２）次に、システムのイメージを保存するUSBドライブあるいはハードディスクドライブなどを決めて、その中にイメージ保存用のフォルダを作っておいてください。英語名のフォルダを作っておきます。(私は今回はCloneZilla_demoという名前のフォルダにしました。）ディスクにパーティションを切ってある場合は、どのパーティションを保存先に選ぶかを、容量や大事なファイルの有無(万が一のエラーでファイルが壊れることもあるかと思います）などを考慮してきめます。重要なファイルが入っているディスクやパーティションは壊れると怖いので、大事なファイルは別の場所にバックアップしておくことを薦めます。私は何もファイルがはいっていないパーティションにイメージ保存用のフォルダを作りました。まっさらのUSBメモリだとより安心ですね。保存用のフォルダを中に作成できたら、準備は完了です。

３）上の1)で作成したブート用USBメモリをパソコンに差し込んで起動します。Clonezillaが起動します。起動しない場合はUEFIのブートメニューを（F11キーなどマザーボードに応じたキーを押して）表示してUSBメモリを選べば起動します。古いパソコンでBIOSのもの（legacy BIOS)では起動順序をUSB優先に変えなくてはいけないかもしれません。うまくブートメディアから起動したら次に進みます。
４）上の写真のような起動画面が表示されますので、一番上のデフォルト（Clonezilla live）のままエンターを押す、あるいはしばらく放置しておくと下の写真のような言語選択画面になります。矢印キーで日本語を選びます。enterを押して次に進みます。
５）「キーボードのレイアウトを変更？」の画面、デフォルトのキーボードレイアウト（英語キーボード）を維持の選択のままenter。
６）Clonezillaを開始します　のメニューがでます。そのままenter。
７）Clonezilla-オープンソース複製システム（OCS）という画面が開きます。今回はディスクイメージを作って保存したいので、開いたメニューで一番上にある「device-image　ディスク/パーティションイメージ」(デフォルトで選ばれている）を選んだままenter。
８）Clonezilla  イメージディレクトリのマウントという画面がでます。（ここからがイメージの保存先の設定になります）一番上の「local_dev ローカルディスク(例＝ハードディスク、USBドライブ）をマウント」が選ばれているのでそのままenter。
すると、次の写真のように「Clonezilla イメージリポジトリとしてUSBディバイスを使用したい場合」というメッセージが下部に表紙されるので、イメージ保存用のUSBディバイスを接続します。５秒以上待つとUSBディバイスが認識されるのでenter。
９）すると画面がかわって、現在認識されているストーレッジの一覧が表示されます。イメージを作ろうとしているハードディスクと、さっき接続したイメージ保存用のUSBディバイスが表示されているのを確認してください。皆さんのパソコンによりますが、例えば/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdcなどと表示されると思います。私のパソコンの場合、sdaがSSDでメインディスク、sdbが補助のハードディスクで、sdcは今接続した外付けハードディスクです。これで全部のドライブが表示されているのでCtrl－Cを押します(Ctrlキーとcを同時に押します）。上の写真ではsda、sdb、sdcなどの後に表示されているハードディスクの型番などを消してあります。

10)　こんどは「Clonezilla-オープンソース複製システム（OCS）|モード」という画面になります。
さきほど表示されたsda、sdb、sdcのそれぞれのディスクの詳細が表示されています(上の写真）。私の場合はsdcのパーティションsdc2にイメージを保存する予定なので矢印キーでsdc2を選びます。enter。(註：この写真の場合、sda1は200.9Gのext4形式でフォーマットされているSDDであり、sdb1は1.8テラバイトのディスク、sdc1は2Tバイトのntfs形式でフォーマットされているボリューム（パーティション）、sdc2も同様で、sdc3は1.6Tバイトのntfs形式でフォーマットされたボリューム(パーティション）だとわかります。写真ではsda1, sdb1などのディバイスのメーカー型番などは消してありますが本当はIn_以下の部分に詳しく表示されています。）
11)　次は「Clonezilla イメージリポジトリ用のディレクトリブラウザ」という画面になります。私の場合、sdc2を選んだのでその内容が表示されています。いちばん上にあるゴミ箱recycling binが選択されていますが、あらかじめ２）で作っておいたCloneZilla_demoというディレクトリにイメージを保存するので、矢印キーでそれを選びます。選んだらenter。
12)次は保存先の最終確認画面になります。/dev/sdc2[/CloneZilla_demo/]というように、保存先として選んだディレクトリが表示されているので、画面の指示どおり、Tabキーを押してDoneを選択します。そしてenter。するとこの画面の画面下部に黒地に白で保存先の容量と名称などが表示されます(下の画像）。OKなのでenter。
13)画面が替わって、「Clonezilla-オープンソース複製システム（OCS）」の画面で初心者モードを選べる画面となります。デフォルトで選択されている初心者モードを選んでenter。
14)次は「モードを選択してください」　の画面です。「ローカルディスクをイメージに保存」を選びます。enter。（他にパーティションをイメージに保存するモードも選べます。）
15)すると「イメージの保存名を入力してください」という画面になります。西暦と月日からなる保存名がついています。そのままでもいいです。enter。

16)ここからは、　いよいよ保存したいローカルディスク(コピー元）の選択画面となります。私の場合は、sdaとsdbを保存したいのでスペースを押してまずsdaを選択。次に矢印キーで下のsdbを選び、スペースを押してsdbも選択します。選択完了したドライブには先頭に星印＊がつきます。17)次の画面は、「Clonezilla 拡張パラメータ|　モード savedisk」という画面で、圧縮オプションの選択画面となります。一番上の「zip 並列　GZIP圧縮を使用(マルチコア/SMP用）」でOKなのでこれを選んでenter。(画像は省略しました）
18)次は、ファイルシステムの保存前のチェックの画面となります。これはNTFSシステムを使っているwindowsでは使えません。Linuxなどではチェック可能ですなどと書かれています。今回はディスクに問題はないので、「元ファイルシステムのチェック/修復をスキップする」を選んでenter。

19) イメージ保存後、保存イメージが復元可能かどうかのチェックをするかどうかのオプションです。「はい　保存イメージをチェックします」を選んでenter
20) 画面が替わって、イメージを暗号化しますか？の画面となります。暗号化しないのでそちらを選んでenter。
21)すべての処理の完了後に実行される操作の選択画面です。一番上の「すべての処理の完了時に実行する、再起動シャットダウン他を選択してください」というメニューのままでenter。下に黒地で緑のメッセージが表示されます。確認してenter。
22)すると緑のメッセージの下に、ずらーっとメッセージがならんで表示されます。この中には、これからイメージを作成するドライブについての情報があるので確認しましょう。黒地に黄色の文字で「次のステップは、このマシンのハードディスク・パーティションをイメージとして保存することです。本当に続けてよろしいですか？(y/n)」と聞いてきます。よろしければyを押します。これでイメージ作成が始まります。
23)進行状況の画面がしばらく表示されます。数時間以上かかると思いますので気長に待ちましょう。以下のようにイメージは復元可能ですというメッセージがでたらほぼ完了です。確認してenter。
24)すると次の画面がでます。この画面で矢印キーを使って、電源offを選んでenterで終了です。再起動その他も選べます。