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許錦波：AI蛋白質(zhì)生成大模型引領(lǐng)生物經(jīng)濟(jì)變革新風(fēng)口

媒體：中新網(wǎng)上海作者：李佳佳 專業(yè)號(hào)：梅泥 2023-09-27 21:42:56

中新網(wǎng)上海新聞9月26日電(李佳佳)生物經(jīng)濟(jì)已成為全球科技戰(zhàn)略高地

，在AI等前沿技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下迎來(lái)變革新機(jī)遇

。在2023張江生命科學(xué)國(guó)際創(chuàng)新峰會(huì)上，AI蛋白質(zhì)折疊奠基人

、分子之心創(chuàng)始人許錦波教授表示

，作為生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域重要的底層基礎(chǔ)技術(shù)

，AI蛋白質(zhì)生成技術(shù)正在創(chuàng)新藥研發(fā)、合成生物學(xué)等生物經(jīng)濟(jì)核心領(lǐng)域

，發(fā)揮驅(qū)動(dòng)研發(fā)范式變革的重要作用

。

比如在藥物研發(fā)領(lǐng)域，蛋白質(zhì)療法可以覆蓋80%小分子藥物未能覆蓋的疾病靶點(diǎn)

，AI蛋白質(zhì)技術(shù)不僅可助力新靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)

，還能通過(guò)推動(dòng)新藥發(fā)現(xiàn)模式從“試錯(cuò)式”到“可編程”“可預(yù)測(cè)”的變革，提高藥物研發(fā)成功率

，縮短藥物研發(fā)周期

、降低成本。在合成生物學(xué)領(lǐng)域

，AI蛋白質(zhì)技術(shù)可以改造酶

、代謝通路等研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵藥物，甚至未來(lái)生命體都有望通過(guò)AI設(shè)計(jì)生成

。

此前AI技術(shù)在生物經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用進(jìn)展較為緩慢

，許錦波教授認(rèn)為，一是因?yàn)榧夹g(shù)尚處于起步階段

，成熟度欠佳

，導(dǎo)致價(jià)值不明顯

；二是通用性不足，高度定制化致使成本過(guò)高

，難以產(chǎn)業(yè)級(jí)推廣

。

比如在創(chuàng)新藥研發(fā)領(lǐng)域，AI蛋白技術(shù)爆發(fā)前

，AIDD(AI輔助藥物研發(fā))也被廣泛應(yīng)用

，但主要聚焦小分子藥領(lǐng)域。小分子隨機(jī)性較強(qiáng)

，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

，探索空間相對(duì)有限，AI技術(shù)暫未展現(xiàn)出大幅超越傳統(tǒng)方法

、打破“雙十定律”的明顯優(yōu)勢(shì)

。而在大分子藥領(lǐng)域，AI蛋白質(zhì)技術(shù)擁有更大的價(jià)值空間

。

許錦波教授介紹

，分子之心團(tuán)隊(duì)基于AI蛋白質(zhì)生成技術(shù)設(shè)計(jì)出新型細(xì)胞因子，在保證藥效的同時(shí)大幅降低潛在毒性

，解決了傳統(tǒng)方法難以突破的瓶頸

。后續(xù)濕實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程基于高成功率推進(jìn)迅速，2周之內(nèi)完成了濕實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

，得到一個(gè)理想的候選分子

，目前已經(jīng)通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

針對(duì)新技術(shù)應(yīng)用通用性不足的問(wèn)題

，分子之心給出的解決方案是AI蛋白質(zhì)生成大模型

。

2023年世界人工智能大會(huì)上，分子之心發(fā)布了全球首個(gè)融合自然語(yǔ)言的 AI蛋白質(zhì)生成大模型NewOrigin(中文名“達(dá)爾文”)

。NewOrigin大模型擁有百億級(jí)參數(shù)

，學(xué)習(xí)了萬(wàn)億級(jí)高質(zhì)量、多層次

、多模態(tài)的大數(shù)據(jù)

，采用條件生成機(jī)制，并融合AI

、分子動(dòng)力學(xué)

、量子計(jì)算、濕實(shí)驗(yàn)等多維反饋機(jī)制

，可以高精度生成蛋白質(zhì)序列

、蛋白質(zhì)功能、蛋白質(zhì)知識(shí)表示等多種模態(tài)蛋白質(zhì)，完成親和力

、穩(wěn)定性

、活性、表達(dá)量等多維度任務(wù)

，用一個(gè)高普適性性的AI蛋白質(zhì)生成大模型解決多個(gè)問(wèn)題

。NewOrigin還是一個(gè)融合自然語(yǔ)言和蛋白質(zhì)語(yǔ)言的大模型，可以通過(guò)對(duì)話式的交互生成蛋白質(zhì)

，讓不具備AI算法能力的生物學(xué)家也可以快速上手

，降低產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的門檻。

基于NewOrigin大模型設(shè)計(jì)理想的候選蛋白僅需3天

，經(jīng)濕實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

，AI設(shè)計(jì)的蛋白疫苗相關(guān)性能指標(biāo)超過(guò)了全球范圍內(nèi)公開已知的所有蛋白突變體，相對(duì)國(guó)際一線大藥企最好的對(duì)照組

，疫苗相關(guān)性質(zhì)提高數(shù)倍

。

在合成生物學(xué)領(lǐng)域，分子之心正與合作伙伴基于NewOrigin大模型優(yōu)化塑料降解酶

，提升熱穩(wěn)定性以提升降解活性

。濕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AI設(shè)計(jì)的多個(gè)候選分子TM值超過(guò)野生型

。

“擁有AI蛋白質(zhì)生成技術(shù)，就相當(dāng)于掌握了生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代的掘金鏟

，能夠挖掘出新的藍(lán)海

。”許錦波表示，分子之心正在服務(wù)產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中推進(jìn)AI蛋白質(zhì)生成大模型的快速迭代

，進(jìn)而賦能生物創(chuàng)新藥研發(fā)加速推進(jìn)

，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的制藥領(lǐng)域突出重圍；賦能合成生物學(xué)

，生成超越自然界的創(chuàng)新蛋白質(zhì)材料

、易降解且能循環(huán)使用的環(huán)保材料，對(duì)人類無(wú)毒無(wú)殘留的綠色農(nóng)藥

、更營(yíng)養(yǎng)更安全更美味的蛋白質(zhì)食物等等

。期待在不久的將來(lái)，在生物產(chǎn)業(yè)聚集的張江率先展現(xiàn)出AI蛋白質(zhì)技術(shù)賦能的產(chǎn)業(yè)新貌

，爆發(fā)生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域新一輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)浪潮

。

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