雷竞技-Cell Press Live：蛋白质结构与功能预测及设计—新闻—科学网

8月22日（周四）晚19:00, Cell Press细胞出书社旗下数据科学期刊Patterns将结合Trends in Biotechnology（现已最先领受研究类文章）为大师带来今年度第四场Cell Press Live线上讲座，主题为《卵白质布局与功能猜测和设计》。

本次会议约请到来自西湖年夜学的李子青、深圳湾尝试室的周耀旗，复旦年夜学的朱山风、北京年夜学的张文彬、和来自瑞典查尔姆斯年夜学的傅晓智、与大师配合切磋在雷竞技AI时期，若何操纵新兴手艺赋能卵白质布局与功能的猜测和设计。

同时，Patterns期刊编纂Dr. Wanying Wang与Trends in Biotechnology期刊主编Dr. Matthew Pavlovich与也将介入本次会议与大师线上互动交换。

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【佳宾简介】

李子青（Stan Z. Li, IEEE Fellow），西湖年夜学人工智能讲席传授，曾任微软亚洲研究院lead researcher、中国科学院主动化所模式辨认国度重点尝试室资深研究员。颁发论文500余篇，著作10部，Google Scholar援用70000余次，在World Scientist and University Rankings 2024 计较机学科中国区排名第2。

带领开辟了世界上第一个及时人脸辨认系统，比尔盖茨接管CNN采访亲身为之讲授；设计研发了多个国度级人脸辨认系统，并落地实行利用。曾任AI顶级期刊IEEE TPAMI等刊物副主编，担负100余个国际学术会议年夜会主席、法式主席，或法式委员。插手西湖年夜学后，负责实行科技部 新一代人工智能 重年夜项目2项、国度天然科学基金区域重点项目（AI+生命科学标的目的）1项。

▌陈述主题：

AI +生命科学研究：从基因、卵白质到药物设计

▌陈述摘要：

本演讲介绍西湖年夜学在人工智能与生命科学学科交叉范畴的最新进展，包罗（1）中间法例的人工智能模子、（2）卵白质布局编码与生成模子、（3）卵白质进化树，（4）卵白质组学从头测序、（5）配体-卵白靶点彼此感化和一体化药物设计系统，等前沿研究课题。

周耀旗传授是深圳湾尝试室资深研究员和系统与物理生物学研究所副所长，也是靶向RNA小份子药的公司砺博生物的科学开创人，畅销书《动身：不竭走出舒适区的科研糊口之旅》的作者。在此之前，他是中国科技年夜学近代化学系的学士，美国纽约石溪年夜学的博士，北卡州立年夜学、哈佛年夜学的博士后，布法罗年夜学助理传授，副传授，印第安纳年夜学正传授，Australia格里菲斯年夜学传授。他持久在布局生物信息学方面工作，曾屡次在国际卵白质/RNA布局猜测和功能猜测角逐中名列前茅。他的科研功效的原创力和影响力取得了世界专家同业的必定，入选了全球前2%顶尖科学家 毕生科学影响力排行榜 和 年度科学影响力排行榜 ， 中国高被引学者（生物学）榜 等。谷歌学者总援用18,000余次，H因子73。回国后取得了中国科技部、基金委和广东省科技厅等多个重年夜项目标帮助。今朝从事基在AI和高通量尝试的关在卵白质/RNA的根本和利用研究。

▌陈述主题：

AI在卵白质布局猜测的局限和对策

▌陈述摘要：

比来，AlphaFold 2 实现了一项被认为几近不成能实现的方针：猜测的卵白质布局到达了尝试测定的切确度。这个出乎料想的高精度猜测是经由过程端到真个深度进修、操纵年夜数据和年夜模子，找到了多个同源序列与响应的 单一 布局之间的关系。也就是说，AlphaFold 2强烈依靠在多序列比对（MSA）中的进化和协同进化信息。对找不到太多自然同源序列的或进化突变的笼盖率不完全的卵白质（例如抗体，病毒卵白，复合物布局等），AlphaFold 2 猜测的切确度和区域置信度就会年夜幅度降落，致使了人类卵白质组里的残基只有36%可以被高可托地猜测。最新呈现的AlphaFold3和其他AI的方式并没有解决这个问题。在这个陈述里，我们采取人工生成的、布局不变性选择、高通量测序取得的同源序列来拓展AlphaFold 2和AlphaFold 3的利用规模。初步成果为快速、低廉、经由过程测序来对所有卵白质实现高精度布局猜测走出了第一步。

朱山风，复旦年夜学类脑智能科学与手艺研究院研究员，博士生导师。牛津年夜学出书社Bioinformatics Advances 副主编，UniProt 国际科学咨询委员会委员。前后主持五项国度天然科学基金项目，和多个国表里企业研发项目。首要研究标的目的为人工智能与生物医学年夜数据发掘，特殊是生物医学文本发掘、卵白功能猜测、宏基因组、聪明医疗等。相干论文以第一或通信作者在生物信息、人工智能、数据发掘等相干旗舰国际会议和期刊颁发，如Nature Communications, Genome Biology, Bioinformatics, Nucleic Acids Research, ISMB, NeurIPS, KDD, IJCAI, ACL,等。2014年-2022 年加入 BioASQ 年夜范围生物医学文本主动标注国际比赛中八次获得第一位。2017、2020和2023 年别离加入 CAFA3、CAFA4和CAFA5 年夜范围卵白功能主动标注国际比赛取得第一位。2019年-2021年加入CAMI II年夜范围宏基因组数据解析国际比赛在堆叠群分箱算法中整体排名第一。

▌陈述主题：

年夜范围卵白质功能猜测新进展

▌陈述摘要：

全球最年夜的卵白质数据库UniProt收录了年夜约2亿5万万卵白序列，可是今朝只有不到0.1%的卵白质具有生化尝试验证的基因本体（Gene Ontology）功能标注。这凸显了开辟高机能卵白功能猜测算法的主要性。现有方式首要存眷卵白质序列、收集和布局数据，而轻忽了卵白相干文献信息。但是今朝年夜约82%的SwissProt卵白已具有专家标注的文献信息。为此我们提出了一种基在深度信息检索的算法GORetriever。年夜量尝试成果注解，GORetriever能显著提高卵白功能猜测机能。GORetriever也是我们开辟的GOCurator的焦点组件，GOCurator在比来的第五届年夜范围卵白功能主动标注国际评测（CAFA5，跨越1,600个团队介入）中荣获第一。

张文彬，北京年夜学化学与份子工程学院博雅特聘传授。2004年取得北京年夜学理学学士学位，2010年获美国阿克伦年夜学博士学位（导师：程正迪院士），以后前后在美国阿克伦年夜学（合作导师：程正迪院士）和加州理工学院（合作导师：David Tirrell院士）从事博士后研究。2013年插手北京年夜学。首要研究范畴为高份子化学与物理和卵白质工程，致力在经由过程连系生物年夜份子和合成年夜份子的设计理念和怪异基元，成长具有周详布局的非传统高份子，以成长响应的功能材料。至今为止，已在Science, Nat. Commun., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等学术期刊上颁发论文160余篇，此中131篇为第一或通信作者，总他引6000余次。今朝担负国际期刊Bioorganic Chemistry编纂、中国免疫学会第一届本身免疫分会委员会委员、中国化学会超份子化学专业委员会委员和高份子学报、ACS Macro Lett., Polymer, React. Funct. Polym., Sci. China Chem.和 Giant等多个国际学术期刊编委。曾获日本化学会卓异讲座奖(2017年)、国度卓异青年基金（2019年）、Bayer Investigator Award（2021年）、中国化学会超份子化学青年立异学术讲座奖（2023年）等声誉和人材打算。

▌陈述主题：

单布局域拓扑卵白质

▌陈述摘要：

卵白质的体内合成受基因调控，其主链布局多为线型布局。具有非线型复杂拓扑布局的卵白在年夜天然中较为少见，年夜多与特定的功能优势相联系。我们致力在拓展卵白质的拓扑布局，以摸索拓扑布局的构效关系和生物医药利用。操纵可基因编码的多肽标签-卵白质化学反映，经由过程公道的设计和与卵白质折叠的连系，我们已合成了多种具有复杂拓扑布局的卵白质，包罗轮烷、纽结卵白质、套索卵白质、卵白质索烃等。在此根本上，我们成长了单布局域卵白质的拓扑革新方式，实现了一系列单布局域卵白质拓扑异构体的选择性合成，并初步切磋了拓扑对构效关系的影响。成果注解，拓扑布局可显著晋升卵白的不变性和耐酶切不变性、抗变性、抗堆积能力，提醒其在卵白质药物和工业酶等方面具有普遍的利用前景。进一步地，我们认为可能存在着与今朝线型卵白质序列宇宙空间相平行的多元拓扑卵白质序列宇宙空间。这年夜年夜拓宽了卵白质份子的范围，为卵白质工程供给了极新的维度。

傅晓智，2015年在清华年夜学获博士学位，现任瑞典查尔姆斯年夜学研究员，首要研究范畴为卵白质设计、革新与定向进化，和基在微流控的高通量挑选。以第一作者身份在Nature Biotechnology, Nature Communications, Metabolic Engineering等期刊上颁发论文多篇。

▌陈述主题：

基在干湿连系的卵白设计与挑选的快速迭代

▌陈述摘要：

卵白质设计与革新已进入AI时期，诸多基在序列或布局的模子为各类卵白质家族弥补了史无前例的生成式卵白新序列，也付与了传统卵白新功能，但整体而言，年夜部门猜测模子获得的卵白新序列有用率不足50%，后续需要年夜量湿尝试对序列进行进一步挑选和功能性验证，而良多相干模子研究缺少湿尝试验证。我们构建了基在卵白序列与布局信息的COMPSS挑选器，并操纵500多个卵白的湿尝试表达和功能成果对COMPSS进行进一步批改，经由过程COMPSS对出产式卵白序列进行挑选后，卵白功能有用率可晋升50-150%，最高可达100%有用。同时，本陈述也将分享AI时期下干湿连系尝试室若何运行的一些思虑。

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