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(資料圖)

2023中關(guān)村論壇25日至30日在北京舉行。在其間的“人工智能驅(qū)動的科學研究論壇”上，分子之心創(chuàng)始人、清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）卓越訪問教授許錦波表示，AI生物已經(jīng)成為全球科技融合創(chuàng)新的新核心領域，在以AI蛋白質(zhì)設計技術(shù)為代表的新興技術(shù)驅(qū)動下，生物科技領域正在發(fā)生巨大變化。

據(jù)介紹，許錦波于2016年發(fā)明了第一代AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測方法，首次證明深度學習方法預測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的可行性，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測這一領域作出了開創(chuàng)性的貢獻。

許錦波表示，當前AI被視為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力量，生物經(jīng)濟也已經(jīng)成為眾多國家投入的重點，AI與生物正在融合發(fā)展，成為全球科技競爭的新領域。

“作為生物科技的底層基礎，過去幾年，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測與AI的融合為生命科學帶來了巨大變革?！痹S錦波介紹，蛋白質(zhì)是生命的基礎，蛋白質(zhì)藥物和相關(guān)制品在生命健康、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域擁有巨大的價值。從上世紀50年代開始，科學家探索使用X射線、核磁共振、冷凍電鏡等各種方式，希望能夠“看清”蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，以分析其功能，但囿于技術(shù)局限，成功率極低。但借助AI方法，人類基本解決了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測的難題，藥物研發(fā)，以農(nóng)業(yè)育種、綠色農(nóng)藥為代表的的綠色農(nóng)業(yè)，高性能材料，環(huán)境保護，食品等領域都將得益于AI蛋白質(zhì)設計技術(shù)的發(fā)展。

例如在農(nóng)業(yè)領域，AI蛋白質(zhì)設計技術(shù)被用于生物育種以提升農(nóng)作物的廣譜抗性、產(chǎn)量、品質(zhì)等關(guān)鍵指標，也可以被用于研發(fā)對人類健康安全無害、對環(huán)境友好的綠色農(nóng)藥。在創(chuàng)新藥研發(fā)領域，傳統(tǒng)新藥研發(fā)的“雙十定律”正在被打破，AI蛋白設計技術(shù)正在推動大分子創(chuàng)新藥研發(fā)范式變革，將傳統(tǒng)的篩選“試錯”模式變成可預測、可編程,從而提升研發(fā)效率和成功率。在綠色低碳上，AI蛋白質(zhì)設計技術(shù)正在作為底層基礎技術(shù)支撐新材料、新能源等行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，并在消除白色污染等改善環(huán)境的工作上發(fā)揮價值。

“我們正在開發(fā)AI蛋白質(zhì)生成大模型，用通用性強的底層算法來構(gòu)建‘基礎設施’，滿足多元化、個性化的產(chǎn)業(yè)級蛋白質(zhì)生成需求?！痹S錦波表示，基于AI算法突破，面向產(chǎn)業(yè)需求推出了AI 蛋白優(yōu)化和設計平臺“MoleculeOS”，用“生成”而非“發(fā)現(xiàn)”蛋白質(zhì)的方法，設計出具有特定功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。例如，基于該平臺從頭設計的綠色熒光蛋白，與自然界中熒光蛋白的構(gòu)象完全不同，卻在生物實驗中表現(xiàn)出了一致的功能甚至更高的性能，經(jīng)該平臺改造過的工業(yè)酶也在熱穩(wěn)定性上獲得了大幅改進。

“實驗結(jié)果說明我們的AI算法是有普適性的，可以用于各種模態(tài)的蛋白質(zhì)設計，從而支持大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)級應用?！痹S錦波說。同時，他表示，AI生物是一個學科高度交叉、技術(shù)深度融合的新興領域，尚待從0到1持續(xù)創(chuàng)新，要保持和加速這一領域的強勁發(fā)展勢頭，亟需培養(yǎng)高層次、融合型人才。