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近日,國際計算生物學學會(International Society for Computational Biology:ISCB)發(fā)布消息,計算生物學家、分子之心創(chuàng)始人、清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院(AIR)卓越訪問教授許錦波當選ISCB Fellow,當選理由為“通過開創(chuàng)全新計算方式及軟件程序,為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測帶來顛覆性變革”。

ISCB成立于1997年,是計算生物學與生物信息學領(lǐng)域最重要的國際學術(shù)組織。ISCB Fellow基于學者所做科學貢獻的重要性進行遴選,旨在表彰計算生物學和生物信息學領(lǐng)域做出重大貢獻的杰出成員,如諾貝爾化學獎得主邁克爾·萊維特、原諾貝爾獎委員會成員貢納爾·馮·海涅、現(xiàn)代信息論奠基人李明等。從2009年ISCB開始Fellow評選至今,平均每年當選科學家僅八名,其中華人科學家鳳毛麟角。

許錦波在業(yè)界被譽為“AI蛋白質(zhì)折疊奠基人”,他是麻省理工學院博士后,曾任美國芝加哥豐田計算技術(shù)研究所終身教授、基因測序巨頭Illumina的Senior Fellow,多次榮獲美國斯隆研究獎、美國自然科學基金早期職業(yè)獎、《PLoS Computational Biology》創(chuàng)新突破獎、國際計算生物學頂級會議 RECOMB 最佳論文獎和時間檢驗獎等國際頂級獎項。2022年諾貝爾專題研討會全球50位受邀演講嘉賓中,許錦波是唯一中國大陸代表。

此次當選,ISCB對許錦波教授的評價為“通過開創(chuàng)全新計算方式及軟件程序,為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測帶來顛覆性變革”。許錦波教授于2016年提出第一個AI蛋白質(zhì)折疊算法RaptorX-Contact,首次證明深度學習方法預測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的可行性,實現(xiàn)了AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測從0到1的突破,推動傳統(tǒng)科學范式改變的同時,也打開了AI生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大想象空間。2020年DeepMind開發(fā)的AlphaFold 2便是基于這一算法的核心思想。

AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測解開了困擾科學家們近60年的難題,并對產(chǎn)業(yè)意義重大?；谶@一技術(shù),靶標蛋白繪制的速度大幅提升,創(chuàng)新藥研發(fā)迎來新的機遇。合成生物學領(lǐng)域也可以基于這一技術(shù),對催化酶等核心要素進行機理分析,為生物“智”造奠定重要基礎(chǔ)。

“AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測更加不可忽視的價值,在于對蛋白質(zhì)設(shè)計的推動和驗證?！痹S錦波教授表示。近年來,許錦波教授持續(xù)呼吁各界將目光投向蛋白質(zhì)設(shè)計領(lǐng)域。他認為,AI蛋白質(zhì)預測只是一個開始,未來生物科技的顛覆性突破、乃至生物經(jīng)濟的重構(gòu),關(guān)鍵在于AI蛋白質(zhì)設(shè)計技術(shù),“運用AI,我們可以根據(jù)特定的功能需求設(shè)計自然界不存在的蛋白質(zhì)或改造已有的蛋白質(zhì),將為藥物研發(fā)、高性能材料、環(huán)境保護、綠色農(nóng)業(yè)、食品等領(lǐng)域帶來革命性的變化?！?/p>

2021年,許錦波教授歸國加入清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院,擔任卓越訪問教授,并成立AI蛋白質(zhì)設(shè)計平臺公司,意在打通科研與產(chǎn)業(yè)壁壘,推動中國自己的AI生命科學發(fā)展。

技術(shù)上,許錦波教授帶領(lǐng)團隊持續(xù)獲得從0到1的創(chuàng)新突破,陸續(xù)推出全球首創(chuàng)的可同時進行側(cè)鏈預測和蛋白質(zhì)序列設(shè)計的AI算法、首個無需模板的蛋白質(zhì)配體生成算法、首個端到端的蛋白質(zhì)柔性對接算法等十余項世界領(lǐng)先的AI算法,相關(guān)成果多次在《科學》、《自然》子刊、《美國科學院院刊》等頂級學術(shù)期刊。近期ChatGPT引爆生成式AI浪潮,而許錦波早在2019年就在使用類似方法開發(fā)蛋白質(zhì)設(shè)計算法,并在AI蛋白質(zhì)生成大模型上逐步突破,用通用性強的底層算法來構(gòu)建“基礎(chǔ)設(shè)施”,以期更加精準地滿足多元化、個性化的產(chǎn)業(yè)級蛋白質(zhì)生成需求。

為推進AI蛋白質(zhì)設(shè)計技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應用,許錦波教授帶領(lǐng)分子之心團隊推出了業(yè)界首個功能完善的AI蛋白質(zhì)預測、優(yōu)化、設(shè)計平臺MoleculeOS,填補了世界范圍內(nèi)尚沒有功能完整的AI蛋白質(zhì)設(shè)計和優(yōu)化平臺的空白。這一平臺可用“生成”而非“發(fā)現(xiàn)”蛋白質(zhì)的方法,針對藥物設(shè)計、合成生物學等領(lǐng)域的應用需求,設(shè)計具有特定功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)品,比如大幅度改進某些工業(yè)酶或者完全從頭設(shè)計酶;或如設(shè)計功能與天然蛋白類似但氨基酸數(shù)量更少、從而更利于結(jié)合或遞送的蛋白質(zhì),或是能與某個特定小分子結(jié)合的蛋白質(zhì)、與某個特定底物結(jié)合的酶等。

“底層技術(shù)的突破將是生物科技產(chǎn)業(yè)變革的助燃劑?！痹S錦波表示,生物科技競爭已經(jīng)席卷全球,希望能用世界領(lǐng)先的AI蛋白底層技術(shù),讓中國在這場競爭中居于高地。

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