作为生物体的基本组成部分,蛋白质广泛存在于人们生产生活中。3月22日,上海交通大学特聘教授洪亮团队发布了蛋白质设计大模型Venus,其核心能力是让蛋白质实现功能的“定向进化”。该模型设计的多款产品已进入产业应用。
洪亮表示,自然界中参与构成蛋白质的氨基酸有20种,一个蛋白质分子一般由几十个乃至数百个氨基酸组成,而蛋白质的功能则包含热稳定性、活性、亲和力等。
洪亮团队发布蛋白质设计大模型Venus(受访者供图)
据介绍,与以往靠经验和高通量实验的传统方法相比,大模型Venus能完成蛋白质从序列到功能的预测,实现了从“大海捞针”到精准设计。如果想要强化目标蛋白质的某个功能,只需要提供该蛋白质的序列信息,Venus就可以快速给出一批蛋白质序列改造方案,随后结合实验验证得到最优改造方案。
“数据是大模型的基础,我们建立了包含数十亿条蛋白质序列的数据集,覆盖从常规地表生物到极端环境微生物的蛋白质序列信息,其中数亿条蛋白质序列具有功能标签。”洪亮说。
洪亮表示,基于海量功能未知的蛋白质数据集,精准发掘满足苛刻应用需求的、具备超常规功能的蛋白质,是Venus的另一核心功能,有望开发这些蛋白质在生物技术、医药研发和工业生产中的应用潜力。
“蛋白质设计大模型的突破,不仅开辟了蛋白质从序列到功能的科学研究新方向,还打通了人工智能与生物交叉的工程化应用之路。”上海交通大学自然科学研究院院长金石说。
据介绍,Venus设计的多款蛋白质已进入产业化阶段,例如活性高、稳定性强、产物纯的PET降解酶,用于超敏检测诊断的高活性碱性磷酸酶等。(记者董雪)
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