上海交通大學(xué)洪亮教授團隊日前在央視新聞頻道主題策劃節(jié)目《科技推動力》中展示了其自主研發(fā)的蛋白質(zhì)功能設(shè)計Venus系列模型。該團隊構(gòu)建了全球最大的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)集Venus-Pod，包含近九十億條序列和數(shù)億個功能標(biāo)簽，幾乎囊括了自然界所有的蛋白語料。

據(jù)洪亮教授介紹，Venus系列模型通過學(xué)習(xí)大量蛋白質(zhì)的氨基酸序列組成規(guī)律及其對應(yīng)的功能標(biāo)簽，能夠識別不同功能蛋白質(zhì)的特征，如耐強堿、耐高溫等特性。當(dāng)普通蛋白質(zhì)缺乏特定功能時，模型可以為其添加相應(yīng)特征，實現(xiàn)對蛋白質(zhì)功能的精準(zhǔn)設(shè)計。

Venus系列模型具備兩種核心能力：一是"AI挖酶"，可在龐大的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)集中搜索符合特定功能要求的潛力蛋白，如具有耐胃酸、耐高溫特性的超能力蛋白；二是"AI定向進化"，能針對已有蛋白質(zhì)進行性能提升與優(yōu)化，如提高穩(wěn)定性、增強活性等，這些優(yōu)化后的蛋白質(zhì)在生物制造、醫(yī)藥研發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

目前，Venus已為國內(nèi)外近30家生物/醫(yī)藥企業(yè)提供服務(wù)，成功改造優(yōu)化30余款蛋白，其中8款已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地。例如，一款原本在生產(chǎn)過程中容易因強堿環(huán)境失活的抗體，經(jīng)AI改造后穩(wěn)定性提高了4倍，每年為企業(yè)節(jié)省上千萬元成本；另有一款用于急性胰腺炎檢測的酶，優(yōu)化后成本僅為國際同類產(chǎn)品的10%，且已實現(xiàn)1000公斤規(guī)?；a(chǎn)。

Venus-Pod數(shù)據(jù)集的獨特之處在于，它不僅包含常規(guī)生物的蛋白質(zhì)序列，還收錄了從馬里亞納海溝、火山口等極端環(huán)境中采集的耐高溫、耐強壓、耐強酸/強堿的蛋白質(zhì)。這一全面的數(shù)據(jù)集為Venus模型提供了豐富的"工具箱"，使其能夠快速高效地優(yōu)化改造蛋白質(zhì)，滿足各種產(chǎn)業(yè)需求，為生物技術(shù)領(lǐng)域帶來革命性的變革。