許錦波教授當選ISCB Fellow：引領AI蛋白質折疊，顛覆蛋白質設計

2023-06-23 13:39:15來源：環(huán)球Tech

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，為蛋白質結構預測帶來顛覆性變革”。

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ISCB成立于1997年，是計算生物學與生物信息學領域最重要的國際學術組織。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，為蛋白質結構預測帶來顛覆性變革”。許錦波教授于2016年提出第一個AI蛋白質折疊算法RaptorX-Contact，首次證明深度學習方法預測蛋白質結構的可行性，實現(xiàn)了AI蛋白質結構預測從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蛋白質結構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，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。合成生物學領域也可以基于這一技術，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。

“AI蛋白質結構預測更加不可忽視的價值，在于對蛋白質設計的推動和驗證?！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設計領域。他認為，AI蛋白質預測只是一個開始，未來生物科技的顛覆性突破、乃至生物經(jīng)濟的重構，關鍵在于AI蛋白質設計技術，“運用AI，我們可以根據(jù)特定的功能需求設計自然界不存在的蛋白質或改造已有的蛋白質，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蛋白質設計平臺公司，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。

技術上，許錦波教授帶領團隊持續(xù)獲得從0到1的創(chuàng)新突破，陸續(xù)推出全球首創(chuàng)的可同時進行側鏈預測和蛋白質序列設計的AI算法、首個無需模板的蛋白質配體生成算法、首個端到端的蛋白質柔性對接算法等十余項世界領先的AI算法，相關成果多次在《科學》、《自然》子刊、《美國科學院院刊》等頂級學術期刊。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)蛋白質設計算法，并在AI蛋白質生成大模型上逐步突破，用通用性強的底層算法來構建“基礎設施”，以期更加精準地滿足多元化、個性化的產(chǎn)業(yè)級蛋白質生成需求。

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

“底層技術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，希望能用世界領先的AI蛋白底層技術，讓中國在這場競爭中居于高地。

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