在生物科學(xué)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(xué)的一項(xiàng)突破性成果引起了廣泛關(guān)注。該校特聘教授洪亮及其團(tuán)隊(duì)成功推出了名為Venus的蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)大模型，這一創(chuàng)新工具能夠精確預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)從序列到功能的變化，實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)的“定向進(jìn)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?zhǔn)的定制設(shè)計(jì)。

Venus模型的應(yīng)用不僅停留在理論層面，其設(shè)計(jì)的多款蛋白質(zhì)已步入產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。例如，一款活性卓越、穩(wěn)定性強(qiáng)且產(chǎn)物純凈的PET降解酶，以及用于超敏檢測(cè)診斷的高活性堿性磷酸酶，都是Venus模型成功應(yīng)用的實(shí)例。這些蛋白質(zhì)產(chǎn)品的推出，預(yù)示著蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域?qū)⒂瓉硪粓?chǎng)革命性的變革。

洪亮團(tuán)隊(duì)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(jì)與改造的深度融合。團(tuán)隊(duì)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(biāo)簽。基于這一龐大數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的Venus模型，能夠高效、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的功能，將蛋白質(zhì)的生產(chǎn)過程從“緩慢試錯(cuò)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬珳?zhǔn)設(shè)計(jì)”。

在實(shí)際應(yīng)用中，Venus模型展現(xiàn)出了驚人的能力。洪亮團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)生長(zhǎng)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(duì)單域抗體進(jìn)行了耐堿性改造。僅用了不到一年的時(shí)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(shí)現(xiàn)了多個(gè)批次5000升的放大生產(chǎn)，還成為全球首款由大模型設(shè)計(jì)并規(guī)?；a(chǎn)的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，標(biāo)志著Venus模型在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(tuán)隊(duì)成功優(yōu)化了一款堿性磷酸酶（ALP），使其分子活性超過了國(guó)際領(lǐng)先公司的產(chǎn)品3倍。這一成果對(duì)于超敏檢測(cè)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(zhǔn)確和高效。目前，改造后的ALP已進(jìn)入200升規(guī)模的放大生產(chǎn)階段，標(biāo)志著Venus系列模型在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化方面的成功。

洪亮團(tuán)隊(duì)還發(fā)布了VenusMutHub，這是首個(gè)針對(duì)真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的蛋白質(zhì)突變小樣本數(shù)據(jù)集。團(tuán)隊(duì)還提出了蛋白質(zhì)功能零樣本預(yù)測(cè)評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)研究已在《藥學(xué)學(xué)報(bào)（英文版）》上發(fā)表。這些成果不僅豐富了蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)資源，還為未來的研究提供了更加科學(xué)和準(zhǔn)確的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

隨著Venus模型和VenusMutHub數(shù)據(jù)集的推出，洪亮團(tuán)隊(duì)在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)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(dòng)了生物科學(xué)的發(fā)展，還為醫(yī)療健康、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域帶來了新的希望和機(jī)遇。