近日,國際計算生物學學會(International Society for Computational Biology:ISCB)發布消息,計算生物學家、分子之心創始人、清華大學智能產業研究院(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”。
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獎、《PLoS Computational Biology》創新突破獎、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,實現了AI蛋白質結構預測從0到1的突破,推動傳統科學范式改變的同時,也打開了AI生物產業發展的巨大想象空間。2020年DeepMind開發的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,并對產業意義重大。基于這一技術,靶標蛋白繪制的速度大幅提升,創新藥研發迎來新的機遇。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。”許錦波教授表示。近年來,許錦波教授持續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、高性能材料、環境保護、綠色農業、食品等領域帶來革命性的變化。”
2021年,許錦波教授歸國加入清華大學智能產業研究院,擔任卓越訪問教授,并成立AI蛋白質設計平臺公司,意在打通科研與產業壁壘,推動中國自己的AI生命科學發展。
技術上,許錦波教授帶領團隊持續獲得從0到1的創新突破,陸續推出全球首創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》等頂級學術期刊發表。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、個性化的產業級蛋白質生成需求。
為推進AI蛋白質設計技術發展和產業應用,許錦波教授帶領分子之心團隊推出了業界首個功能完善的AI蛋白質預測、優化、設計平臺MoleculeOS,填補了世界范圍內尚沒有功能完整的AI蛋白質設計和優化平臺的空白。這一平臺可用“生成”而非“發現”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品,比如大幅度改進某些工業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業變革的助燃劑。”許錦波表示,生物科技競爭已經席卷全球,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。
