“输入一个病人,比如一个胃癌病人疾病相关的多组学数据,AIGP平台即能够分析这些数据,找到针对这个胃癌病人的靶点,根据这个靶点生成一个抗体甚至一系列多样性的蛋白质。最后,一键式生成的蛋白质还可以回到自动实验室里进行合成及功能验证。”3月31日,百图生科(北京)智能技术有限公司(以下简称百图生科)CTO宋乐向科技日报记者介绍。百图生科基于生命科学大模型驱动的AIGP平台于日前正式发布。
宋乐介绍,上面所说的只是AIGP平台的功能之一,其还可以根据形状及理化性质需求,生成一系列满足需求的蛋白质;再就是根据一个蛋白质靶点生成对应的和靶点结合的蛋白质,比如可以针对新冠病毒生成一个蛋白质,甚至可以针对石油相关的分子生成一个酶。
据了解,过去两年多,百图生科构建了生命科学领域千亿参数的跨模态大模型“xTrimo”。该大模型从跨物种、跨模态的生命信息中学习蛋白质如何构成和实现功能、如何相互作用、如何组合和调控细胞功能的关键规律,从而破解生命的自然语言——蛋白质。基于大模型,AI在一系列任务算法上取得了明显的进展,除了能更好地完成结构预测等基础任务外,也开始可以根据不同的问题,设计新的蛋白质,回答各种生命科学问题。
目前,AIGP平台设置了3类功能模块,分别是F2P(根据结构、功能、可开发性等功能指标设计/优化蛋白质)、P2P(给定抗原等目标蛋白质,设计与之以特定方式结合的抗体等蛋白质),以及C2P(给定细胞,发现调控细胞功能的靶点蛋白质并设计相应的调控蛋白质)。
此前,AIGP平台已经进行了一段时间的内部测试,在创新免疫调控药物ImmuBot的研发中,贡献了多个高性能弹头、新功能传感器的研发案例。
中国科学院院士、著名免疫学家董晨教授认为,AI之所以能够解决问题,就是通过对大数据的分析和进一步的演绎与应用。
宋乐也表示,当前,根据不同模块的输入和要求,AIGP平台可在较短时间内设计和生成具有特定性质的蛋白质。今年6月起,其部分功能模块将进一步开放,让专业用户可以直接自主使用,在更多的研究场景调用AI的蛋白质生成能力,激发更多的生命科学探索。
江苏吴中成功将AI驱动蛋白质设计技术应用于重组胶原蛋白开发 研发创新步入快车道
近期,以CHATGPT为代表的人工智能技术完成了从感知、理解世界到生成、创造世界的革命性跃迁。作为医药领域的ChatGPT探索者,江苏吴中(600200.SH)成功将AI驱动的蛋白质设计技术应用于重组胶原蛋白开发。
2022年7月,江苏吴中全资子公司吴中美学和浙江大学杭州国际科创中心合作的重组胶原蛋白联合实验室,创新性地使用AI驱动的蛋白质设计技术和高通量生物铸造装置,进行重组III型胶原蛋白的开发。
据江苏吴中介绍,该实验室在3个月内实现了从头设计、序列筛选、菌种构建和蛋白表达。相比于传统的开发路线,该AI驱动的IT-BT融合技术极大地缩短了胶原蛋白的开发周期,为定制化、个性化的可编程化胶原蛋白开发奠定了技术基础。
江苏吴中AI驱动的蛋白质设计技术
据悉,该技术依托位于浙江大学杭州国际科创中心的自动化蛋白铸造工厂iBioFoundry执行高通量筛选与蛋白合成。iBioFoundry基因线路的设计工具可以极大地扩展基因操作的可接入性,这种工程基因设计可以随意改写酶切位点和功能模块的插入位置和数量。胶原蛋白具有大量的间隔重复序列,借助iBioFoundry可以定向编辑结构梯度变化的蛋白质分子。
此外,高效的定向进化需要借助高通量的大型设施。iBioFoundry是目前全球合成生物学研究领域规模最大、集成度最高的一套全流程、高通量、自动化合成生物学科学装置之一。使用该装置可以将人工细胞构建效率提高两个数量级以上,通过进一步深度融合生命科学和信息科学,可达到快速创造数据、智能分析数据以及数据驱动再创造的目标,实现人工合成体系的精准设计、标准合成与精确调控,推动合成生物学在重组胶原蛋白的大规模生物筛选与合成。