環(huán)球新消息丨許錦波教授當(dāng)選ISCB Fellow：引領(lǐng)AI蛋白質(zhì)折疊，顛覆蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)

近日，國(guó)際計(jì)算生物學(xué)學(xué)會(huì)（International Society for Computational Biology：ISCB）發(fā)布消息，計(jì)算生物學(xué)家、分子之心創(chuàng)始人、清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）卓越訪問(wèn)教授許錦波當(dāng)選ISCB Fellow，當(dāng)選理由為“通過(guò)開(kāi)創(chuàng)全新計(jì)算方式及軟件程序，為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)帶來(lái)顛覆性變革”。

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ISCB成立于1997年，是計(jì)算生物學(xué)與生物信息學(xué)領(lǐng)域最重要的國(guó)際學(xué)術(shù)組織。ISCB Fellow基于學(xué)者所做科學(xué)貢獻(xiàn)的重要性進(jìn)行遴選，旨在表彰計(jì)算生物學(xué)和生物信息學(xué)領(lǐng)域做出重大貢獻(xiàn)的杰出成員，如諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主邁克爾·萊維特、原諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)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(kāi)始Fellow評(píng)選至今，平均每年當(dāng)選科學(xué)家僅八名，其中華人科學(xué)家鳳毛麟角。

許錦波在業(yè)界被譽(yù)為“AI蛋白質(zhì)折疊奠基人”，他是麻省理工學(xué)院博士后，曾任美國(guó)芝加哥豐田計(jì)算技術(shù)研究所終身教授、基因測(cè)序巨頭Illumina的Senior Fellow，多次榮獲美國(guó)斯隆研究獎(jiǎng)、美國(guó)自然科學(xué)基金早期職業(yè)獎(jiǎng)、《PLoS Computational Biology》創(chuàng)新突破獎(jiǎng)、國(guó)際計(jì)算生物學(xué)頂級(jí)會(huì)議 RECOMB 最佳論文獎(jiǎng)和時(shí)間檢驗(yàn)獎(jiǎng)等國(guó)際頂級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。2022年諾貝爾專題研討會(huì)全球50位受邀演講嘉賓中，許錦波是唯一中國(guó)大陸代表。

此次當(dāng)選，ISCB對(duì)許錦波教授的評(píng)價(jià)為“通過(guò)開(kāi)創(chuàng)全新計(jì)算方式及軟件程序，為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)帶來(lái)顛覆性變革”。許錦波教授于2016年提出第一個(gè)AI蛋白質(zhì)折疊算法RaptorX-Contact，首次證明深度學(xué)習(xí)方法預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的可行性，實(shí)現(xiàn)了AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)從0到1的突破，推動(dòng)傳統(tǒng)科學(xué)范式改變的同時(shí)，也打開(kāi)了AI生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大想象空間。2020年DeepMind開(kāi)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(yù)測(cè)解開(kāi)了困擾科學(xué)家們近60年的難題，并對(duì)產(chǎn)業(yè)意義重大。基于這一技術(shù)，靶標(biāo)蛋白繪制的速度大幅提升，創(chuàng)新藥研發(fā)迎來(lái)新的機(jī)遇。合成生物學(xué)領(lǐng)域也可以基于這一技術(shù)，對(duì)催化酶等核心要素進(jìn)行機(jī)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(yù)測(cè)更加不可忽視的價(jià)值，在于對(duì)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的推動(dòng)和驗(yàn)證?！痹S錦波教授表示。近年來(lái)，許錦波教授持續(xù)呼吁各界將目光投向蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。他認(rèn)為，AI蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)只是一個(gè)開(kāi)始，未來(lái)生物科技的顛覆性突破、乃至生物經(jīng)濟(jì)的重構(gòu)，關(guān)鍵在于AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)，“運(yùn)用AI，我們可以根據(jù)特定的功能需求設(shè)計(jì)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(hù)、綠色農(nóng)業(yè)、食品等領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變化。”

2021年，許錦波教授歸國(guó)加入清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院，擔(dān)任卓越訪問(wèn)教授，并成立AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)平臺(tái)公司，意在打通科研與產(chǎn)業(yè)壁壘，推動(dòng)中國(guó)自己的AI生命科學(xué)發(fā)展。

技術(shù)上，許錦波教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(shí)進(jìn)行側(cè)鏈預(yù)測(cè)和蛋白質(zhì)序列設(shè)計(jì)的AI算法、首個(gè)無(wú)需模板的蛋白質(zhì)配體生成算法、首個(gè)端到端的蛋白質(zhì)柔性對(duì)接算法等十余項(xiàng)世界領(lǐng)先的AI算法，相關(guān)成果多次在《科學(xué)》、《自然》子刊、《美國(guó)科學(xué)院院刊》等頂級(jí)學(xué)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(kāi)發(fā)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)算法，并在AI蛋白質(zhì)生成大模型上逐步突破，用通用性強(qiáng)的底層算法來(lái)構(gòu)建“基礎(chǔ)設(shè)施”，以期更加精準(zhǔn)地滿足多元化、個(gè)性化的產(chǎn)業(yè)級(jí)蛋白質(zhì)生成需求。

為推進(jìn)AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，許錦波教授帶領(lǐng)分子之心團(tuán)隊(duì)推出了業(yè)界首個(gè)功能完善的AI蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)、優(yōu)化、設(shè)計(jì)平臺(tái)MoleculeOS，填補(bǔ)了世界范圍內(nèi)尚沒(méi)有功能完整的AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和優(yōu)化平臺(tái)的空白。這一平臺(tái)可用“生成”而非“發(fā)現(xiàn)”蛋白質(zhì)的方法，針對(duì)藥物設(shè)計(jì)、合成生物學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)具有特定功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，比如大幅度改進(jìn)某些工業(yè)酶或者完全從頭設(shè)計(jì)酶；或如設(shè)計(jì)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(gè)特定小分子結(jié)合的蛋白質(zhì)、與某個(gè)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中居于高地。

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