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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)下迎來變革新機(jī)遇。在2023張江生命科學(xué)國際創(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)，還能通過推動(dòng)新藥發(fā)現(xiàn)模式從“試錯(cuò)式”到“可編程”“可預(yù)測”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，甚至未來生命體都有望通過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高，難以產(chǎn)業(yè)級推廣。

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)簡單，探索空間相對有限，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。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)通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

針對新技術(shù)應(yīng)用通用性不足的問題，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大模型擁有百億級參數(shù)，學(xué)習(xí)了萬億級高質(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)問題。NewOrigin還是一個(gè)融合自然語言和蛋白質(zhì)語言的大模型，可以通過對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)超過了全球范圍內(nèi)公開已知的所有蛋白突變體，相對國際一線大藥企最好的對照組，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)，在競爭激烈的制藥領(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，對人類無毒無殘留的綠色農(nóng)藥、更營養(yǎng)更安全更美味的蛋白質(zhì)食物等等。期待在不久的將來，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)升級浪潮。