9月1日至3日,全球人工智能领域最具影响力的行业盛会——2022世界人工智能大会(WAIC)在上海举办。近两年来屡屡传出重磅新闻的AI蛋白质预测与设计,作为AI领域眼下最为炙手可热的细分赛道之一,在大会期间吸睛满满,成为与会者热议的话题之一。
AI蛋白质预测为何如此重要?它是如何兴起的?未来又将如何发展?AI蛋白质结构预测与设计界新星分子之心的创始人兼首席科学家、被业界誉为“AI蛋白质折叠奠基人”许锦波教授,2022世界人工智能大会期间在多个分论坛发表演讲,回答了行业内外争相关注的这些问题。
“细胞是构成生命体的基本单位,蛋白质与DNA、RNA一起,组成了细胞中最重要的三大分子。其中,蛋白质负责执行功能,蛋白质分子的组成及其折叠结构,则在很大程度上决定了蛋白质所具备并正在发挥的生物学功能。”9月2日晚,在2022世界人工智能大会“滴水湖AI夜话”暨AI开发者创新论坛AI for Science专场活动中,许锦波教授深入浅出地讲解了AI蛋白质预测的历史进程与当下现状。他表示,蛋白质是大自然最壮观的机器,蛋白质药物或相关制品,在治疗疾病及推动社会生产进步方面,拥有超越想象的广阔空间。
许锦波教授在滴水湖AI夜话”暨AI开发者创新论坛AI for Science专场活动中发表演讲
蛋白质的重要程度和可发展潜力不言而喻,然而如何清晰“理解”蛋白质的折叠结构,却一直是困扰生物学界的难题。许锦波教授介绍,在过去近半个世纪的时间里,科学家们尝试了晶体衍射、核磁共振、冷冻电镜等方法,但始终存在耗时长、花费高、无法保证100%成功等问题。
这一困局一直延续到2016年,由许锦波教授率先取得了突破。他开发出的基于残差网络(ResNet)的RaptorX-Contact 方法,首次证明了深度学习可以大幅提高蛋白质结构预测的精度,从而让蛋白质结构预测取得了革命性突破。
此后,随着学界研究的深入,越来越多蛋白质结构预测问题被AI破解,极大推动了生物学创新。而随着AI与蛋白质结构、功能的预测和设计结合愈加深入,包括医疗、食品、化工、能源、环境工程等相关产业中的应用空间也在逐渐打开。但是,由于蛋白质分子的作用机制极其复杂,即便使用新兴的 AI 方法,也仍然存在很多有待进一步探索和解决的问题。
在此背景下,分子之心打造的业界首个功能完整的 AI 蛋白质预测和设计平台 MoleculeOS应势而生,正在为研究界的技术攻关和产业界的工业化落地推进提供助力。9月2日下午,2022世界人工智能大会(WAIC)指导举办的2022上海生物计算论坛上,许锦波教授也带来了MoleculeOS的最新研究成果。
许锦波教授在2022上海生物计算论坛上发表演讲
据许锦波教授介绍,MoleculeOS具备全球领先的蛋白质结构及特性预测和蛋白质设计能力。近期,在蛋白质从头设计、蛋白质优化、抗体重设计、蛋白质以及复合物结构预测、蛋白-蛋白对接、蛋白质侧链预测、蛋白质功能预测、蛋白质语言模型等关键算法和模块方面,分子之心基于MoleculeOS已开发出十余项世界领先的 AI 算法,计算结果远超文献报道及全世界已公开发表的最好结果。
分子之心基于MoleculeOS开发出十余项世界领先的 AI 算法
“MoleculeOS 是分子之心正着力构建的AI驱动的蛋白质设计新引擎,我们希望把它打造成中国生物经济时代的基础设施。”许锦波教授表示,过去几年,AI蛋白质结构预测领域取得了巨大的进展,颠覆了蛋白质研究领域的研究范式,挖掘出生物技术的巨大潜力。“我们的目标是设计真正有实用价值的蛋白质,驱动生物产业创新发展,释放生物计算领域新动能。”
世界人工智能大会被誉为全球人工智能的“科技风向标、应用展示台、产业加速器、治理议事厅”,历经五届已发展为全球人工智能领域最具影响力的行业盛会。本次大会中AI蛋白质预测与设计的备受关注,以及分子之心带来的诸多热议话题,必将为AI生物领域的未来发展带去更多思考与进一步前行的动力。
