9月24日,2024年中国国际工业博览会(以下简称“工博会”)在国家会展中心(上海)如约而至。展会期间,AI蛋白质设计领域的标杆企业分子之心与全球生物制造产业的创新者与开拓者凯赛生物携手,共同展示了AI变革传统生物产业模式、助力生物经济发展智能化升级的全新图景。
作为一项拥有二十余年悠久历史的、综合性、国际化工业盛会,本次工博会以“工业聚能 新质领航”为主题,吸引了全球28个国家和地区2600家参展商齐聚于此,展示包括新材料、智慧能源、工业自动化、机器人等在内九大领域新质生产力赋能工业发展的新技术、新成果。
在生物制造展区,AI赋能生物制造的最新成果亮相,为全场亮点之一。分子之心的AI生物基础设施—AI蛋白质优化设计平台MoleculeOS和AI蛋白质基础大模型NewOrigin,以及与凯赛生物共同打造的产业应用案例,成为AI与生物制造产业融汇、共同构建新质生产力的最佳例证。
AI已成生物经济发展革命性引擎
行业预测,2027年生物经济行业市场规模有望超过30万亿元,但传统研发、生产方式背后的高成本、低成功率长期制约该领域发展。典型的如药物领域著名的“双十定律”,研发一款新药的研发到上市,平均研发周期大于十年,成本超过十亿美元,且充满不确定性。生物制造领域同样面临时间周期长、成本高的痛点,且选品风险高。AI技术有望为生物经济领域带来革命性的变化。
以AI蛋白质设计技术为例。生物产业中对于功能性蛋白质需求巨大,通过对蛋白质复杂结构的解读、重新构建、合成,可以制造出全新的产品,也可以优化研发和生产流程,显著提高研发速度和效率。但传统方法主要通过湿实验筛选、从自然界“发现”具备理想功能的蛋白质,成功率低。AI则可以从头“发明”蛋白质来满足应用需求。目前,分子之心已经自研十余项全球领先的AI蛋白质设计技术,可基于小样本、零样本进行精准的蛋白质优化和设计,减少产业对高通量筛选的依赖,通过“AI计算+少量湿实验”的方式精准生成抗体、酶、多肽、小蛋白等各种具备特定功能的蛋白质。
2024工博会上,分子之心带来两大生物经济领域的AI基础设施——AI蛋白质基础大模型NewOrigin、AI蛋白质优化设计平台MoleculeOS。
NewOrigin大模型是分子之心自研的面向生物经济时代的基础设施级底层大模型,也是全球首个集成序列、结构、功能和进化的多模态AI蛋白基础大模型。它拥有百亿级参数,学习了海量高度专业、复杂的多模态数据,可针对产业应用需求,在几小时内、甚至是分钟级“定制”具有特定功能的各类蛋白质,成功率高、普适性强、使用门槛低,为生物经济领域智能化升级带来革命性的工具。
MoleculeOS则是分子之心打造的面向AI时代的生物制造操作系统,也是全球首个功能完整的AI蛋白优化与设计平台。它融合NewOrigin大模型等分子之心自研的十余项全球领先算法,结合分子动力学、量子化学等科学计算方法,一站式解决酶、抗体、多肽、小蛋白等各类蛋白质的研究、设计难题,用生成而非发现的方法,助力产业和用户快速设计出具有特定功能的蛋白质产品。
AI新质生产力引发生物制造全产业链升级
随着AI在产业中的落地,传统方法无法解决的产业难题有了全新的解决方案。
如在与头部医药公司联合优化其核心原料用酶的项目中,分子之心使用生成式AI技术,解决了一个功能极其复杂、分子量极大的酶设计难题。由于该酶达到表达系统极限,需要减少分子量使其“变小”,但湿实验方法无法解决,全球范围内的公开报道中均无类似成功案例。分子之心基于AI方法从头设计了一个自然界不存在的全新的酶,在保留功能活性的同时将分子量减少了60%,另辟蹊径突破多目标优化难题。
工博会上,分子之心与凯赛生物亮出AI蛋白质设计技术落地产业的成果。借助AI蛋白质设计技术,双方联合优化某个涉及行业瓶颈的关键蛋白。不到半年时间,AI设计的酶蛋白结构使菌种产率相对野生菌提高了5倍。
2023年,分子之心获得凯赛生物的战略投资,双方随即面向生物制造产业中的真实需求,融合双方优势AI和生物技术,联合推进AI技术在生物制造全流程的应用探索。
作为国内合成生物领域的龙头,凯赛生物在生物制造理论技术、产业化实践和应用研发等多个领域的探索和创新一直处于行业前沿,当前正在构建创新的AI+BT研究平台,并推进数字化工厂升级,实现更高效、更智能的生物化工生产。分子之心的AI技术能力一方面可根据制造需求反向设计或创造全新的蛋白质,助力凯赛的产率、效率提升,另一方面,可通过融合型技术创新和跨学科合作,助力凯赛构建更加高效的细胞工厂,调节代谢通路,缩短反应步骤,甚至开发传统方法无法实现的高附加值产品。以往需要花费数十年的漫长产品开发过程,未来将在AI的助力下获得时间的大幅缩减和品质的颠覆性提升。
而对于生物经济领域,在凯赛生物、分子之心等开拓者的带动下,AI与生物融合发展的大幕已经拉开,新的生物“智”造的时代正在到来。
