熱點評！全球首個生命科學領域綜合性大科學裝置開放十周年之際迎來全面升級
論壇現(xiàn)場?！ 业鞍踪|科學研究(上海)設施供圖
坐落在上海張江的國家蛋白質科學研究(上海)設施(簡稱“蛋白質設施”)，隸屬于中國科學院上海高等研究院。作為全球首個生命科學領域的綜合性大科學裝置，蛋白質設施現(xiàn)有九大技術系統(tǒng)，建立了從蛋白質樣品制備、結構解析到功能研究的完整技術體系。
截至2025年5月31日，蛋白質設施已經為107家企業(yè)提供技術支撐和服務。2024年全年產業(yè)用戶機時1670小時，產業(yè)用戶服務量逐年增加。
著眼于生命科學的長遠發(fā)展，蛋白質設施與上?？萍即髮WiHuman研究所、免疫化學研究所聯(lián)合建設“中國蛋白質結構數(shù)據庫”(PDBc)，并于2022年正式加入國際蛋白質結構數(shù)據庫組織，成為全球第四個國家和地區(qū)成員。目前，中國產出的結構生物學新數(shù)據占到世界19%、亞洲65%，中國產出的實驗結構數(shù)據已實現(xiàn)近100%由PDBc審校注釋。
當前生命科學研究正處于從“靜態(tài)結構解析”邁向“動態(tài)功能建模”的關鍵轉型期，AI技術為結構生物學帶來范式性躍遷。應對新一輪科技革命的技術挑戰(zhàn)，蛋白質設施正系統(tǒng)布局蛋白質動態(tài)結構研究平臺建設，著力提升設施整合結構生物學平臺實時捕捉動態(tài)結構的時間分辨能力，同時引入AI驅動的模擬計算與構象預測技術，推進功能蛋白質動態(tài)結構的多尺度、多時間點計算模擬能力。
近期，蛋白質設施與上海思朗萬維計算技術有限公司共建“高性能蛋白質動態(tài)計算中心”，引入國產自主可控的高性能分子動力學模擬計算平臺，并與設施九大技術系統(tǒng)協(xié)同升級，形成“AI建模+實驗驗證+動態(tài)結構還原”的融合式研究新范式，支撐蛋白質動態(tài)機制解析、活性構象識別、靶點結構變構預測等復雜任務，為新藥發(fā)現(xiàn)與功能蛋白設計奠定數(shù)據基礎。
在合成生物學這一“AI+生物”最活躍的領域，蛋白質設施也正在積極布局智能蛋白質設計與制造平臺。結合生物分子結構數(shù)據庫、AI算法創(chuàng)新和自動化合成技術，設施將對PDBc數(shù)據庫與計算框架進行升級，并攜手企業(yè)，聯(lián)合打造全球首個高通量的“DNA-to-Protein蛋白質體外無細胞合成”智能制造裝置。該裝置集蛋白設計、功能預測、體外合成于一體，形成結構-功能-合成全流程，支持非天然蛋白設計、酶活性調控因子的構建、可控模塊化蛋白系統(tǒng)等前沿合成生物研究。
如今，蛋白質設施正以結構生物學為錨點，全面擁抱智能計算、機器學習與高性能模擬技術，推動結構測定與功能設計的深度融合。面向未來，蛋白質設施將聚焦蛋白質動態(tài)結構研究這一全球挑戰(zhàn)性方向，升級關鍵實驗系統(tǒng)，攜手高性能計算平臺共建“干濕結合”的動態(tài)研究生態(tài)，打造支撐新藥發(fā)現(xiàn)和功能分子設計的基礎能力。同時，面向人工智能時代的合成生物學新機遇，設施將推動“蛋白質數(shù)據庫”與“設計平臺智能化重構”，建設全球首個高通量蛋白質“智造”平臺。
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