近日,国际计算生物学学会(International Society for Computational Biology:ISCB)发布消息,计算生物学家、分子之心创始人、清华大学智能产业研究院(AIR)卓越访问教授许锦波当选ISCB Fellow,当选理由为“通过开创全新计算方式及软件程序,为蛋白质结构预测带来颠覆性变革”。
ISCB成立于1997年,是计算生物学与生物信息学领域最重要的国际学术组织。ISCB Fellow基于学者所做科学贡献的重要性进行遴选,旨在表彰计算生物学和生物信息学领域做出重大贡献的杰出成员,如诺贝尔化学奖得主迈克尔·莱维特、原诺贝尔奖委员会成员贡纳尔·冯·海涅、现代信息论奠基人李明等。从2009年ISCB开始Fellow评选至今,平均每年当选科学家仅八名,其中华人科学家凤毛麟角。
许锦波在业界被誉为“AI蛋白质折叠奠基人”,他是麻省理工学院博士后,曾任美国芝加哥丰田计算技术研究所终身教授、基因测序巨头Illumina的Senior Fellow,多次荣获美国斯隆研究奖、美国自然科学基金早期职业奖、《PLoS Computational Biology》创新突破奖、国际计算生物学顶级会议 RECOMB 最佳论文奖和时间检验奖等国际顶级奖项。2022年诺贝尔专题研讨会全球50位受邀演讲嘉宾中,许锦波是唯一中国大陆代表。
此次当选,ISCB对许锦波教授的评价为“通过开创全新计算方式及软件程序,为蛋白质结构预测带来颠覆性变革”。许锦波教授于2016年提出第一个AI蛋白质折叠算法RaptorX-Contact,首次证明深度学习方法预测蛋白质结构的可行性,实现了AI蛋白质结构预测从0到1的突破,推动传统科学范式改变的同时,也打开了AI生物产业发展的巨大想象空间。2020年DeepMind开发的AlphaFold 2便是基于这一算法的核心思想。
AI蛋白质结构预测解开了困扰科学家们近60年的难题,并对产业意义重大。基于这一技术,靶标蛋白绘制的速度大幅提升,创新药研发迎来新的机遇。合成生物学领域也可以基于这一技术,对催化酶等核心要素进行机理分析,为生物“智”造奠定重要基础。
“AI蛋白质结构预测更加不可忽视的价值,在于对蛋白质设计的推动和验证。”许锦波教授表示。近年来,许锦波教授持续呼吁各界将目光投向蛋白质设计领域。他认为,AI蛋白质预测只是一个开始,未来生物科技的颠覆性突破、乃至生物经济的重构,关键在于AI蛋白质设计技术,“运用AI,我们可以根据特定的功能需求设计自然界不存在的蛋白质或改造已有的蛋白质,将为药物研发、高性能材料、环境保护、绿色农业、食品等领域带来革命性的变化。”
2021年,许锦波教授归国加入清华大学智能产业研究院,担任卓越访问教授,并成立AI蛋白质设计平台公司,意在打通科研与产业壁垒,推动中国自己的AI生命科学发展。
技术上,许锦波教授带领团队持续获得从0到1的创新突破,陆续推出全球首创的可同时进行侧链预测和蛋白质序列设计的AI算法、首个无需模板的蛋白质配体生成算法、首个端到端的蛋白质柔性对接算法等十余项世界领先的AI算法,相关成果多次在《科学》、《自然》子刊、《美国科学院院刊》等顶级学术期刊发表。近期ChatGPT引爆生成式AI浪潮,而许锦波早在2019年就在使用类似方法开发蛋白质设计算法,并在AI蛋白质生成大模型上逐步突破,用通用性强的底层算法来构建“基础设施”,以期更加精准地满足多元化、个性化的产业级蛋白质生成需求。
为推进AI蛋白质设计技术发展和产业应用,许锦波教授带领分子之心团队推出了业界首个功能完善的AI蛋白质预测、优化、设计平台MoleculeOS,填补了世界范围内尚没有功能完整的AI蛋白质设计和优化平台的空白。这一平台可用“生成”而非“发现”蛋白质的方法,针对药物设计、合成生物学等领域的应用需求,设计具有特定功能的蛋白质产品,比如大幅度改进某些工业酶或者完全从头设计酶;或如设计功能与天然蛋白类似但氨基酸数量更少、从而更利于结合或递送的蛋白质,或是能与某个特定小分子结合的蛋白质、与某个特定底物结合的酶等。
“底层技术的突破将是生物科技产业变革的助燃剂。”许锦波表示,生物科技竞争已经席卷全球,希望能用世界领先的AI蛋白底层技术,让中国在这场竞争中居于高地。