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許錦波談AI+生物未來:設計自然界不存在的蛋白質,重構生物經濟
5月30日,在中關村論壇“人工智能驅動的科學研究論壇”上,知名計算生物學家、分子之心創(chuàng)始人、清華大學智能產業(yè)研究院(AIR)卓越訪問教授許錦波表示,AI生物已經成為全球科技融合創(chuàng)新的新核心領域,在以AI蛋白質設計技術為代表的新興技術驅動下,生物科技領域正在發(fā)生顛覆性的變化,“AI生物大模型將加速這一進程”。

知名計算生物學家、分子之心創(chuàng)始人、清華大學智能產業(yè)研究院(AIR)卓越訪問教授許錦波演講。圖片來源:新華網
許錦波認為,當前AI被視為新一輪科技革命和產業(yè)變革的核心驅動力量,生物經濟也已經成為全球多個國家重點投入的戰(zhàn)略領域,AI與生物正在融合發(fā)展,成為全球科技競爭新的核心領域,并將帶動數萬億的直接經濟收益。
“作為生物科技的底層基礎,過去幾年,蛋白質結構預測與AI的融合為生命科學帶來了顛覆性變革?!痹S錦波介紹,蛋白質是生命的基礎,蛋白質藥物和相關制品在生命健康、工業(yè)、農業(yè)等領域擁有巨大的價值。從上世紀50年代開始,科學家使用X射線、核磁共振、冷凍電鏡等各種方式,希望“看清”蛋白質的三維結構,以分析其功能,但囿于技術局限,成功率極低。歷史上成功解析出某種蛋白質結構、或是在解析技術上取得突破的科學家們屢獲諾獎,足見這一問題的難度和價值。
“借助AI方法,人類基本解決了蛋白質結構預測的難題,”許錦波表示,但這只是一個開始,根據特定的功能需求設計自然界不存在的蛋白質,或者改造已有的蛋白質,才能為生物科技帶來真正的顛覆性突破,為整個生物經濟帶來重構的機遇?!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,食品等領域都將得益于AI蛋白質設計技術的發(fā)展?!?/p>
比如在傳統(tǒng)的農業(yè)領域,AI蛋白質設計技術被用于生物育種以提升農作物的廣譜抗性、產量、品質等關鍵指標,也可以被用于研發(fā)對人類健康安全無害、對環(huán)境友好的綠色農藥,保障糧食安全與食品安全。
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。
在綠色低碳這一全球性議題上,AI蛋白質設計技術正在作為底層基礎技術支撐新材料、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)揮價值。

人類基本解決了蛋白質結構預測的難題,但這只是開始。圖片來源:新華網
“實驗結果說明我們的AI算法是有普適性的,可以用于各種模態(tài)的蛋白質設計,從而支持大規(guī)模的產業(yè)級應用。”許錦波對AI蛋白設計未來的價值成竹在胸,但他同時表示,AI生物是一個學科高度交叉、技術深度融合的新興領域,尚待從0到1持續(xù)創(chuàng)新,但人才極度匱乏。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,“希望有更多的合作、交流,促進人才培養(yǎng)和技術突破,為全球生物經濟的發(fā)展提供活水源泉?!?/p>
(原標題《許錦波:AI+生物已經成為科技創(chuàng)新的新核心領域》)





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