在生物科學的前沿探索中，蛋白質(zhì)作為生命的基礎(chǔ)構(gòu)件，其重要性不言而喻。近日，上海交通大學的一項突破性成果引起了廣泛關(guān)注。該校特聘教授洪亮及其團隊成功推出了名為Venus的蛋白質(zhì)設(shè)計大模型，這一創(chuàng)新工具能夠精確預測蛋白質(zhì)從序列到功能的變化，實現(xiàn)了蛋白質(zhì)功能設(shè)計的“定向進化”，將蛋白質(zhì)研究的傳統(tǒng)“大海撈針”方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝Ь珳实亩ㄖ圃O(shè)計。

Venus模型的應用不僅停留在理論層面，其設(shè)計的多款蛋白質(zhì)已步入產(chǎn)業(yè)化進程。例如，一款活性卓越、穩(wěn)定性強且產(chǎn)物純凈的PET降解酶，以及用于超敏檢測診斷的高活性堿性磷酸酶，都是Venus模型成功應用的實例。這些蛋白質(zhì)產(chǎn)品的推出，預示著蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域?qū)⒂瓉硪粓龈锩缘淖兏铩?/p>

洪亮團隊的這一創(chuàng)新成果，得益于他們將人工智能技術(shù)與蛋白質(zhì)設(shè)計與改造的深度融合。團隊建立了全球規(guī)模最大的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)集，這一數(shù)據(jù)集包含了數(shù)十億條蛋白質(zhì)序列信息，覆蓋了從常規(guī)地表生物到極端環(huán)境微生物的廣泛范圍，其中數(shù)億條序列還帶有功能標簽?；谶@一龐大數(shù)據(jù)集訓練的Venus模型，能夠高效、準確地預測和設(shè)計蛋白質(zhì)的功能，將蛋白質(zhì)的生產(chǎn)過程從“緩慢試錯”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬珳试O(shè)計”。

在實際應用中，Venus模型展現(xiàn)出了驚人的能力。洪亮團隊與國內(nèi)生長激素領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)金賽藥業(yè)合作，利用Venus模型對單域抗體進行了耐堿性改造。僅用了不到一年的時間，就將普通單域抗體的耐堿性提升了4倍，為金賽藥業(yè)節(jié)省了上千萬元的成本。這一成果不僅實現(xiàn)了多個批次5000升的放大生產(chǎn)，還成為全球首款由大模型設(shè)計并規(guī)模化生產(chǎn)的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，標志著Venus模型在產(chǎn)業(yè)化應用方面的巨大潛力。

Venus系列模型還在體外診斷領(lǐng)域取得了重要突破。團隊成功優(yōu)化了一款堿性磷酸酶（ALP），使其分子活性超過了國際領(lǐng)先公司的產(chǎn)品3倍。這一成果對于超敏檢測診斷具有重要意義，如心肌梗塞、阿爾茨海默癥等疾病的早期發(fā)現(xiàn)將因此變得更加準確和高效。目前，改造后的ALP已進入200升規(guī)模的放大生產(chǎn)階段，標志著Venus系列模型在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化方面的成功。

洪亮團隊還發(fā)布了VenusMutHub，這是首個針對真實應用場景的蛋白質(zhì)突變小樣本數(shù)據(jù)集。團隊還提出了蛋白質(zhì)功能零樣本預測評測標準，相關(guān)研究已在《藥學學報（英文版）》上發(fā)表。這些成果不僅豐富了蛋白質(zhì)設(shè)計領(lǐng)域的數(shù)據(jù)資源，還為未來的研究提供了更加科學和準確的評測標準。

隨著Venus模型和VenusMutHub數(shù)據(jù)集的推出，洪亮團隊在蛋白質(zhì)設(shè)計與改造領(lǐng)域取得了令人矚目的成就。這些創(chuàng)新成果不僅推動了生物科學的發(fā)展，還為醫(yī)療健康、環(huán)境保護等領(lǐng)域帶來了新的希望和機遇。