5月30日消息，在中關(guān)村論壇“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究論壇”上，知名計算生物學(xué)家、分子之心創(chuàng )始人、清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）卓越訪(fǎng)問(wèn)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(lǐng)域，在以AI蛋白質(zhì)設計技術(shù)為代表的新興技術(shù)驅動(dòng)下，生物科技領(lǐng)域正在發(fā)生顛覆性的變化，“AI生物大模型將加速這一進(jìn)程”。

　　許錦波教授被業(yè)界譽(yù)為“AI蛋白質(zhì)折疊奠基人”，他于2016年發(fā)明了第一代AI蛋白質(zhì)結構預測方法，首次證明深度學(xué)習方法預測蛋白質(zhì)結構的可行性，在蛋白質(zhì)結構預測這一困擾了科學(xué)家近60年、極具挑戰性的領(lǐng)域做出了開(kāi)創(chuàng )性的貢獻。谷歌旗下DeepMind開(kāi)發(fā)的AlphaFold算法便是基于他的核心思想。

　　許錦波認為，當前AI被視為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅動(dòng)力量，生物經(jīng)濟也已經(jīng)成為全球多個(gè)國家重點(diǎn)投入的戰略領(lǐng)域，AI與生物正在融合發(fā)展，成為全球科技競爭新的核心領(lǐng)域，并將帶動(dòng)數萬(wàn)億的直接經(jīng)濟收益。

　　“作為生物科技的底層基礎，過(guò)去幾年，蛋白質(zhì)結構預測與AI的融合為生命科學(xué)帶來(lái)了顛覆性變革?！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)、農業(yè)等領(lǐng)域擁有巨大的價(jià)值。從上世紀50年代開(kāi)始，科學(xué)家使用X射線(xiàn)、核磁共振、冷凍電鏡等各種方式，希望“看清”蛋白質(zhì)的三維結構，以分析其功能，但囿于技術(shù)局限，成功率極低。歷史上成功解析出某種蛋白質(zhì)結構、或是在解析技術(shù)上取得突破的科學(xué)家們屢獲諾獎，足見(jiàn)這一問(wèn)題的難度和價(jià)值。

　　“借助AI方法，人類(lèi)基本解決了蛋白質(zhì)結構預測的難題，”許錦波表示，但這只是一個(gè)開(kāi)始，根據特定的功能需求設計自然界不存在的蛋白質(zhì)，或者改造已有的蛋白質(zhì)，才能為生物科技帶來(lái)真正的顛覆性突破，為整個(gè)生物經(jīng)濟帶來(lái)重構的機遇?！八幬镅邪l(fā)，以農業(yè)育種、綠色農藥為代表的的綠色農業(yè)，高性能材料，環(huán)境保護，食品等領(lǐng)域都將得益于A(yíng)I蛋白質(zhì)設計技術(shù)的發(fā)展?！?br />
　　比如在傳統的農業(yè)領(lǐng)域，AI蛋白質(zhì)設計技術(shù)被用于生物育種以提升農作物的廣譜抗性、產(chǎn)量、品質(zhì)等關(guān)鍵指標，也可以被用于研發(fā)對人類(lèi)健康安全無(wú)害、對環(huán)境友好的綠色農藥，保障糧食安全與食品安全。

　　在創(chuàng )新藥研發(fā)領(lǐng)域，傳統新藥研發(fā)的“雙十定律”正在被打破，AI蛋白設計技術(shù)正在推動(dòng)大分子創(chuàng )新藥研發(fā)范式變革，將傳統的篩選“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。

　　在綠色低碳這一全球性議題上，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(jià)值。

　　在許錦波看來(lái)，AI蛋白質(zhì)設計“很難但很有意義”。近期ChatGPT引爆生成式AI浪潮，但他早在2019年就在使用類(lèi)似方法開(kāi)發(fā)蛋白質(zhì)設計算法?！拔覀冋陂_(kāi)發(fā)AI蛋白質(zhì)生成大模型，用通用性強的底層算法來(lái)構建‘基礎設施’，滿(mǎn)足多元化、個(gè)性化的產(chǎn)業(yè)級蛋白質(zhì)生成需求?！?br />
　　基于A(yíng)I算法突破，許錦波帶領(lǐng)團隊面向產(chǎn)業(yè)需求推出了AI蛋白優(yōu)化和設計平臺“MoleculeOS”，面向藥物設計、生物制造等領(lǐng)域真實(shí)需求，用“生成”而非“發(fā)現”蛋白質(zhì)的方法，設計出具有特定功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)品?；谠撈脚_從頭設計的綠色熒光蛋白，與自然界中熒光蛋白的構象完全不同，卻在生物實(shí)驗中表現出了一致的功能甚至更高的性能；基于該平臺改造過(guò)的高毒性蛋白藥物，經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗驗證具備良好的藥效和明顯的減毒特性；經(jīng)該平臺改造過(guò)的工業(yè)酶也在熱穩定性上獲得了大幅改進(jìn)。

　　“實(shí)驗結果說(shuō)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，從而支持大規模的產(chǎn)業(yè)級應用?！痹S錦波對AI蛋白設計未來(lái)的價(jià)值成竹在胸，但他同時(shí)表示，AI生物是一個(gè)學(xué)科高度交叉、技術(shù)深度融合的新興領(lǐng)域，尚待從0到1持續創(chuàng )新，但人才極度匱乏。要保持和加速這一領(lǐng)域的強勁發(fā)展勢頭，亟需培養高層次、融合型人才，“希望有更多的合作、交流，促進(jìn)人才培養和技術(shù)突破，為全球生物經(jīng)濟的發(fā)展提供活水源泉?！?/p>