5 月 11 日, 红杉全球医疗健康产业峰会在上海召开。
5 月 11 日, 红杉全球医疗健康产业峰会在上海召开。分子之心创始人、清华大学智能产业研究院 (AIR) 卓越访问教授许锦波在演讲中表示,ChatGPT 拉开了「生成式 AI」新时代的序幕, 基于 AI 的「生成生物学」将成为颠覆生物科技、变革生物产业的新动能。
许锦波教授认为,ChatGPT 是生成式 AI 时代开启的旗帜, 它在 AI 发展史上的里程碑价值不亚于 AlphaGo。但在计算生物领域, 生成式 AI 并非一个全新的概念,AI 蛋白质设计等「生成生物学」相关技术早已在发展和应用中。
许锦波教授是国际知名的计算生物学家, 被业界誉为「AI 蛋白质折叠奠基人」。他于 2016 年发明 RaptorX-Contact 方法, 首次证明了深度学习方法预测蛋白质结构的可行性, 在蛋白质结构预测这一困扰了科学家近 60 年的、极具挑战性的领域做出了开创性的贡献。2020 年谷歌旗下 DeepMind 开发的 AlphaFold2 算法也正是基于他的核心思想。
作为构成生命体的基础物质, 蛋白质在生物产业中的应用价值巨大。蛋白质三维结构预测在 AI 技术驱动下飞速突破, 对生物科技产业带来了积极的影响。比如, 在药物研发中, 靶标蛋白绘制的速度得到了大幅提升;在合成生物学领域, 研究者也正在依托这一技术对酶、发酵等关键要素与环节进行深入探索。鉴于这些重要价值, 密苏里大学校董事会教授许东曾表示:「随着蛋白质结构预测在更广泛的领域中取得进展, 这一领域很可能再获得诺贝尔奖的认可。」
尽管如此,AI 蛋白领域仍有很多亟待突破的难题。许锦波教授认为,AI 蛋白质结构预测只是人类探索蛋白质宇宙的起点, 目前在蛋白质复合物结构预测、蛋白质和其他分子的相互作用预测, 以及蛋白质的改造与从头设计上, 仍有很大的发展空间。
「『生成』蛋白质的 AI 技术, 将是驱动生物科技发展和产业变革的关键力量。」许锦波教授表示, 科学技术的发展正在撬动时代的变革, 在生物科技领域,「生成生物学」的新时代已经到来, 生物医药、合成生物学等产业正迎来底层变革的重要窗口期。
基于 AI 蛋白质设计技术, 根据产业应用需求生成具备特定功能与结构的蛋白质将成为现实, 蛋白质药物、蛋白疫苗、抗体、蛋白酶、多肽、小蛋白等蛋白质疗法和生物制品的探索空间、效率和成功率将获得极大的提升。比如在药物研发领域, 传统的「试错式」筛选模式将被定向优化和设计所替代, 药物设计走向可预测、可编程。相较于传统方法约需 1 年才能获得筛选结果,AI 方法仅需几周就能得到理想的候选序列, 效率和成功率大幅提升。在某些场景下, 甚至能实现上万倍的效率提升。许锦波教授认为, 未来, 随着技术的发展以及与场景结合的深入,AI 在生物科技领域的创新引擎价值还将更大释放。
这一判断源自技术自信。许锦波教授在计算与生物交叉领域深耕 20 余年, 其回国创业成立的「分子之心」团队来自中美知名高校与企业, 具备业内稀缺的 AI 蛋白质结构研究经验, 并在算法开发、生物工程、软件工程化能力等领域拥有丰富的技术产品研发、产业化经验。成立不到 1 年, 分子之心就打造了国内首个功能完善的 AI 蛋白质预测、优化、设计平台 MoleculeOS, 填补了我国尚没有功能完整的 AI 蛋白质设计和优化平台的空白, 并持续在 AI 蛋白算法层面取得世界领先的成果。
基于 MoleculeOS 平台, 蛋白质将被「生成」而非「发现」。湿实验数据显示, 基于 MoleculeOS 平台的抗体、抗原复合物结构设计算法, 美国某制药公司设计的候选抗体中, 有 41% 与抗原拥有良好的亲和力。而在 AI 蛋白质从头设计方面, 分子之心基于 MoleculeOS 成功设计了功能与天然蛋白类似但氨基酸数量更少——从而更利于结合或递送的蛋白质, 或是能与某个特定小分子结合的蛋白质、与某个特定底物结合的酶等。如在荧光酶 (GFP 蛋白) 设计上, 分子之心仅用 110 个氨基酸, 就实现了与 238 个氨基酸的天然 GFP 蛋白相似的功能。
AI 从头设计的荧光酶
针对药物设计、合成生物学领域的应用需求, 分子之心正在基于 MoleculeOS 用 AI 技术设计蛋白质药物, 并已实现大幅度改进某些工业酶或者完全从头设计酶。
「AI 曾颠覆蛋白质结构预测, 我们相信, 下一次颠覆, 即 AI 蛋白质设计离我们并不遥远。」许锦波教授表示, 未来已来, 生物科技领域变革即将开启。
本次红杉全球医疗健康产业峰会是继硅谷和上海的医疗峰会后, 红杉中国第三次聚焦医疗健康的大规模产业峰会。峰会以「以终为始, 致远尽微」为主题, 汇聚近 30 位顶尖行业大咖, 顶尖学术专家、行业领袖、新兴高增长企业以及投资者, 共同探讨行业最新趋势和未来发展方向, 为行业带来全球产业领袖的思想交锋, 共享他们对医疗健康产业化之路的思索, 以及在实践中对前沿科技的再发掘。
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