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AI助力蛋白質設計進入新階段

文章來源：光明網(wǎng)發(fā)布日期：2025-03-25瀏覽次數(shù)：0
在蛋白質設計領域，傳統(tǒng)方法面臨著諸多難題，如需要豐富的專家經(jīng)驗，且要經(jīng)過數(shù)以萬計的實驗試錯，時間長、成本高，這些問題長期制約著行業(yè)發(fā)展。日前，上海交通大學洪亮教授團隊發(fā)布新蛋白質設計模型“Venus”，把蛋白質生產由“緩慢的試錯”變?yōu)椤案咝实木O計”，開啟AI蛋白質設計新階段。

  科研團隊首先建立了全球大的蛋白質序列數(shù)據(jù)集Venus-Pod。其含有近90億條蛋白質序列，包含數(shù)億個功能標簽。這些數(shù)據(jù)覆蓋從常規(guī)地表生物到極端環(huán)境微生物的蛋白質序列信息，為AI模型提供了豐富“養(yǎng)分”，讓其能更好地理解蛋白質的序列、結構和功能關系，挖掘新蛋白，助力生物醫(yī)藥和合成生物學發(fā)展。

  針對蛋白質設計中關鍵的功能預測問題，團隊訓練出Venus系列模型。與其他聚焦蛋白質結構的模型不同，Venus直接瞄準“功能預測”。它能精學習自然界蛋白質序列與功能的關系，預測蛋白質突變功能的精度位居行業(yè)榜首。

  據(jù)介紹，Venus系列模型具備兩大核心功能：“AI定向進化”與“AI挖酶”?！癆I定向進化”可優(yōu)化蛋白質性能，讓其成為滿足應用需求的“六邊形戰(zhàn)士”。而“AI挖酶”則是Venus基于其海量的未知功能蛋白質數(shù)據(jù)集，可以“海選超能力戰(zhàn)士”，去精發(fā)掘滿足苛刻應用需求的具備超常規(guī)功能的蛋白質，比如極度耐熱、極度耐酸、極度耐堿、極度耐胃腸消化等。這些超常規(guī)功能的蛋白質在生物技術、醫(yī)藥研發(fā)和工業(yè)生產中具有巨大的應用潛力，能夠為相關領域帶來創(chuàng)新和突破。