中新網(wǎng)上海新聞12月6日電(李佳佳)福布斯“2024中國新時代顛覆力創(chuàng)始人評選”榜單近日正式揭曉，分子之心創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家許錦波憑借在AI蛋白質(zhì)領(lǐng)域做出的顛覆性技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)推動貢獻(xiàn)，入選該榜單。

　　“2024中國新時代顛覆力創(chuàng)始人評選”由福布斯中國攜手GBRC(全球商業(yè)研究院)發(fā)起，聚焦于新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)升級這一全新時代中的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)前沿陣地，旨在通過呈現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)始人代表在不同行業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性思維和顛覆性成果，激勵更多人通過創(chuàng)新推動行業(yè)發(fā)展與社會進(jìn)步。

　　作為榜單入選者之一，許錦波正是在AI與生物科技交融這一新興領(lǐng)域做出創(chuàng)造性顛覆的杰出代表。他曾于2016年發(fā)明基于深度學(xué)習(xí)的RaptorX-Contact方法，全球首次證明AI可以大幅提升蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測精度，不僅讓“蛋白質(zhì)折疊”這一世紀(jì)難題的解決首次實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，更是突破傳統(tǒng)研究方法、開創(chuàng)出AI for Life Science的全新研究范式，并對后來谷歌DeepMind開發(fā)AlphaFold產(chǎn)生了重要啟發(fā)。此后，他又積極推動AI蛋白質(zhì)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，率先將研究拓展至更有可能顛覆整個生物產(chǎn)業(yè)、乃至社會生產(chǎn)生活方式的AI蛋白質(zhì)設(shè)計，并通過成立分子之心、集合一批全球頂尖水平AI+生物復(fù)合型人才團隊，推動前沿技術(shù)對產(chǎn)業(yè)乃至社會發(fā)展的變革。

　　用AI攻破蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測難題，開創(chuàng)生命科學(xué)全新研究范式

　　如果將生命體視作一座精密的大工廠，DNA就是其中最原始的設(shè)計藍(lán)圖，蛋白質(zhì)則是最終的產(chǎn)品，也是工廠中自動執(zhí)行各種功能的“分子機器”，被人們稱為生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、生命活動的主要承擔(dān)者。

　　然而，關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測和設(shè)計研究，卻成了“陽光下最難的科學(xué)問題”，困擾整個科學(xué)界近半個世紀(jì)。在AI方法出現(xiàn)以前，僅僅為了“看”清蛋白質(zhì)是什么樣子，也就是測出蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)生物學(xué)家就先后使用X射線、晶體衍射、冷凍電鏡等多種方法進(jìn)行嘗試，卻一直收效甚微，耗時長、花費高且成功率很低，相關(guān)研究成果至少七次獲得諾貝爾獎，足見其難度與價值。九十年代后，通過計算機進(jìn)行能量優(yōu)化的方法逐漸興起，但效果仍然有限。

　　2016年，許錦波開發(fā)出的RaptorX-Contact方法，通過使用更深的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)抓取蛋白質(zhì)全局信息，一舉實現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測效果的飛躍。這一方法在“蛋白質(zhì)奧林匹克”CASP比賽中，將始終徘徊在30分左右的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測成績突破至60分，而它的核心思想更是在隨后被包括AlphaFold在內(nèi)的其他研究團隊采納并發(fā)揚光大，推動AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測成果的井噴式爆發(fā)。

　　通過AI而非實驗室觀測的方式對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測，自此改變了傳統(tǒng)生命科學(xué)領(lǐng)域的研究范式，加速了人類破解“生命密碼”的進(jìn)程，許錦波因此被業(yè)界公認(rèn)為“AI蛋白質(zhì)折疊奠基人”。在今年諾貝爾化學(xué)獎頒出后，國際計算生物學(xué)會會士、曾任斯坦福大學(xué)計算機教授的塞拉菲姆·巴特佐格魯(Serafim Batzoglou)就表示，許錦波應(yīng)該共享2024年的諾貝爾化學(xué)獎，因為“他第一個開發(fā)出(精準(zhǔn)預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu))的深度學(xué)習(xí)算法，這一算法后來被復(fù)現(xiàn)和增強到最初版本的AlphaFold中”。

　　基于AI蛋白質(zhì)設(shè)計實現(xiàn)生物“智”造，開啟生物經(jīng)濟重構(gòu)的大門

　　許錦波用AI突破蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測只是一個開始。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而來的AI蛋白質(zhì)設(shè)計，則更有可能對建立在生命科學(xué)基礎(chǔ)上的生物醫(yī)藥、生物制造等產(chǎn)業(yè)進(jìn)行底層邏輯重構(gòu)，進(jìn)而為生物經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造全新價值。

　　這是因為，在理論上，通過漫長的進(jìn)化，大自然可以將已知組成蛋白質(zhì)的20余種氨基酸不斷拼接、折疊。假設(shè)一個蛋白質(zhì)由100個氨基酸組成，每個氨基酸與其他氨基酸相連時只有2種不同連接方法，那么所有可能的組合就達(dá)到了2的100次方種。即便是一臺每秒能計算1億種組合的超級計算機，要把這些所有的可能組合都算一遍，也需要4乘以10的14次方年，這個時間足夠宇宙反復(fù)誕生29128次。但是，通過AI，人類則可以全面系統(tǒng)地探索上述已知的蛋白質(zhì)空間，更有可能設(shè)計出自然界中不存在的超級蛋白，從而開發(fā)出新穎的藥物、環(huán)保綠色的材料、優(yōu)質(zhì)價廉的食品等等，為社會生產(chǎn)生活方式的變革所用。

　　具體到生物醫(yī)藥、合成生物學(xué)等生物產(chǎn)業(yè)的重點領(lǐng)域中，一直以來，傳統(tǒng)通過濕實驗高通量篩選、從自然界“發(fā)現(xiàn)”具備理想功能蛋白質(zhì)的方式，低效且成功率很低，成為產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重大瓶頸。

　　而在AI的加持下，蛋白質(zhì)設(shè)計將從一個科學(xué)問題變成一個可編程、可預(yù)測的工程問題，過去緩慢且充滿不確定性、大海撈針式的生物制品研發(fā)，轉(zhuǎn)變?yōu)榘磮D索驥、按需定制式的產(chǎn)品創(chuàng)造，可編程藥物、可編程材料、按需優(yōu)化的超級催化酶將逐步變成現(xiàn)實。這種顛覆性技術(shù)為產(chǎn)業(yè)帶來的新增量，不止是極大提升產(chǎn)業(yè)的研發(fā)效率、降低成本、提升利潤，更將突破傳統(tǒng)生物技術(shù)天花板，解決以往無法解決的極致難題，進(jìn)而創(chuàng)造更多有市場競爭力的高附加值新產(chǎn)品。

　　許錦波同樣是AI蛋白質(zhì)設(shè)計的先驅(qū)者。在AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測取得突破后，他很快意識到AI蛋白質(zhì)設(shè)計的產(chǎn)業(yè)價值，并在2018年前后于全球范圍內(nèi)率先開啟相關(guān)研究，開發(fā)出多個經(jīng)過濕實驗驗證的算法，不僅相關(guān)成果多次發(fā)表于國際頂級期刊，更是被國際知名藥企、生物科技公司深度應(yīng)用。同一時期，他也開始探索用預(yù)訓(xùn)練方式，也就是大模型的方法進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計。

　　為了更好地推動技術(shù)創(chuàng)新和更大范圍的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，2021年底，許錦波帶著這些領(lǐng)先的技術(shù)能力返回國內(nèi)，創(chuàng)立分子之心，并憑借他的影響力，很快聚集了一批兼具AI蛋白質(zhì)研究經(jīng)驗和豐富產(chǎn)業(yè)實踐經(jīng)驗的頂級復(fù)合型人才團隊，核心研發(fā)團隊博士占比90%以上，核心研發(fā)負(fù)責(zé)人均來自海內(nèi)外頂尖高校和行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。

　　兩年多時間里，分子之心陸續(xù)取得十余項全球領(lǐng)先的AI蛋白質(zhì)預(yù)測、優(yōu)化與設(shè)計技術(shù)突破，如全球首個AI蛋白質(zhì)優(yōu)化設(shè)計平臺MoleculeOS，首個集成序列、結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化的產(chǎn)業(yè)級AI蛋白質(zhì)生成大模型NewOrigin(達(dá)爾文)，精度超越AlphaFold 3的復(fù)合物結(jié)構(gòu)預(yù)測算法，全球首創(chuàng)的可同時用于蛋白質(zhì)側(cè)鏈預(yù)測與序列設(shè)計的算法等。

　　這些革命性的AI蛋白質(zhì)技術(shù)匯聚在一起，融合分子動力學(xué)、量子化學(xué)等科學(xué)計算方法，實現(xiàn)了蛋白質(zhì)精準(zhǔn)優(yōu)化和設(shè)計，極大提升了抗體、酶、小蛋白、疫苗等各類型蛋白質(zhì)性能優(yōu)化和從頭設(shè)計的效率及成功率。它們已在創(chuàng)新藥研發(fā)、生物制造、新材料等領(lǐng)域的高難度產(chǎn)業(yè)任務(wù)中深入應(yīng)用。

　　而在蛋白質(zhì)元件設(shè)計的基礎(chǔ)上，分子之心也開始與合作伙伴攜手，探索將AI應(yīng)用拓展到更多生物生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)，希望通過系統(tǒng)性優(yōu)化設(shè)計，提升研發(fā)速度和效率，為生物制造領(lǐng)域長久以來存在的研發(fā)周期長、成本高、選品風(fēng)險高等瓶頸，提供更高效、更智能的解決方案，推動生物制造向生物“智”造的全面升級。

　　從AI蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測出發(fā)，到AI與生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的融匯，許錦波與分子之心還將持續(xù)突破邊界，為生物經(jīng)濟的智能化變革、為綠色低碳生產(chǎn)生活方式的加速實現(xiàn)不斷努力。

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編輯：李佳佳