直擊工博會(huì)：分子之心攜凱賽生物，共繪產(chǎn)業(yè)模式新藍(lán)圖

9月24日，2024年中國國際工業(yè)博覽會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“工博會(huì)”）在國家會(huì)展中心（上海）如約而至。展會(huì)期間，AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè)分子之心與全球生物制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新者與開拓者凱賽生物攜手，共同展示了AI變革傳統(tǒng)生物產(chǎn)業(yè)模式、助力生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展智能化升級(jí)的全新圖景。

作為一項(xiàng)擁有二十余年悠久歷史的國家級(jí)、綜合性、國際化工業(yè)盛會(huì)，本次工博會(huì)以“工業(yè)聚能 新質(zhì)領(lǐng)航”為主題，吸引了全球28個(gè)國家和地區(qū)2600家參展商齊聚于此，展示包括新材料、智慧能源、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人等在內(nèi)九大領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力賦能工業(yè)發(fā)展的新技術(shù)、新成果。

在生物制造展區(qū)，AI賦能生物制造的最新成果亮相，為全場(chǎng)亮點(diǎn)之一。分子之心的AI生物基礎(chǔ)設(shè)施—AI蛋白質(zhì)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)MoleculeOS和AI蛋白質(zhì)基礎(chǔ)大模型NewOrigin，以及與凱賽生物共同打造的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用案例，成為AI與生物制造產(chǎn)業(yè)融匯、共同構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力的最佳例證。

AI已成生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展革命性引擎

行業(yè)預(yù)測(cè)，2027年生物經(jīng)濟(jì)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望超過30萬億元，但傳統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)方式背后的高成本、低成功率長(zhǎng)期制約該領(lǐng)域發(fā)展。典型的如藥物領(lǐng)域著名的“雙十定律”，研發(fā)一款新藥的研發(fā)到上市，平均研發(fā)周期大于十年，成本超過十億美元，且充滿不確定性。生物制造領(lǐng)域同樣面臨時(shí)間周期長(zhǎng)、成本高的痛點(diǎn)，且選品風(fēng)險(xiǎn)高。AI技術(shù)有望為生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域帶來革命性的變化。

以AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)為例。生物產(chǎn)業(yè)中對(duì)于功能性蛋白質(zhì)需求巨大，通過對(duì)蛋白質(zhì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的解讀、重新構(gòu)建、合成，可以制造出全新的產(chǎn)品，也可以優(yōu)化研發(fā)和生產(chǎn)流程，顯著提高研發(fā)速度和效率。但傳統(tǒng)方法主要通過濕實(shí)驗(yàn)篩選、從自然界“發(fā)現(xiàn)”具備理想功能的蛋白質(zhì)，成功率低。AI則可以從頭“發(fā)明”蛋白質(zhì)來滿足應(yīng)用需求。目前，分子之心已經(jīng)自研十余項(xiàng)全球領(lǐng)先的AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)，可基于小樣本、零樣本進(jìn)行精準(zhǔn)的蛋白質(zhì)優(yōu)化和設(shè)計(jì)，減少產(chǎn)業(yè)對(duì)高通量篩選的依賴，通過“AI計(jì)算+少量濕實(shí)驗(yàn)”的方式精準(zhǔn)生成抗體、酶、多肽、小蛋白等各種具備特定功能的蛋白質(zhì)。

2024工博會(huì)上，分子之心帶來兩大生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的AI基礎(chǔ)設(shè)施——AI蛋白質(zhì)基礎(chǔ)大模型NewOrigin、AI蛋白質(zhì)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)MoleculeOS。

NewOrigin大模型是分子之心自研的面向生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)底層大模型，也是全球首個(gè)集成序列、結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化的多模態(tài)AI蛋白基礎(chǔ)大模型。它擁有百億級(jí)參數(shù)，學(xué)習(xí)了海量高度專業(yè)、復(fù)雜的多模態(tài)數(shù)據(jù)，可針對(duì)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求，在幾小時(shí)內(nèi)、甚至是分鐘級(jí)“定制”具有特定功能的各類蛋白質(zhì)，成功率高、普適性強(qiáng)、使用門檻低，為生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域智能化升級(jí)帶來革命性的工具。

MoleculeOS則是分子之心打造的面向AI時(shí)代的生物制造操作系統(tǒng)，也是全球首個(gè)功能完整的AI蛋白優(yōu)化與設(shè)計(jì)平臺(tái)。它融合NewOrigin大模型等分子之心自研的十余項(xiàng)全球領(lǐng)先算法，結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)、量子化學(xué)等科學(xué)計(jì)算方法，一站式解決酶、抗體、多肽、小蛋白等各類蛋白質(zhì)的研究、設(shè)計(jì)難題，用生成而非發(fā)現(xiàn)的方法，助力產(chǎn)業(yè)和用戶快速設(shè)計(jì)出具有特定功能的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。

AI新質(zhì)生產(chǎn)力引發(fā)生物制造全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)

隨著AI在產(chǎn)業(yè)中的落地，傳統(tǒng)方法無法解決的產(chǎn)業(yè)難題有了全新的解決方案。

如在與頭部醫(yī)藥公司聯(lián)合優(yōu)化其核心原料用酶的項(xiàng)目中，分子之心使用生成式AI技術(shù)，解決了一個(gè)功能極其復(fù)雜、分子量極大的酶設(shè)計(jì)難題。由于該酶達(dá)到表達(dá)系統(tǒng)極限，需要減少分子量使其“變小”，但濕實(shí)驗(yàn)方法無法解決，全球范圍內(nèi)的公開報(bào)道中均無類似成功案例。分子之心基于AI方法從頭設(shè)計(jì)了一個(gè)自然界不存在的全新的酶，在保留功能活性的同時(shí)將分子量減少了60%，另辟蹊徑突破多目標(biāo)優(yōu)化難題。

工博會(huì)上，分子之心與凱賽生物亮出AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)落地產(chǎn)業(yè)的成果。借助AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)技術(shù)，雙方聯(lián)合優(yōu)化某個(gè)涉及行業(yè)瓶頸的關(guān)鍵蛋白。不到半年時(shí)間，AI設(shè)計(jì)的酶蛋白結(jié)構(gòu)使菌種產(chǎn)率相對(duì)野生菌提高了5倍。

2023年，分子之心獲得凱賽生物的戰(zhàn)略投資，雙方隨即面向生物制造產(chǎn)業(yè)中的真實(shí)需求，融合雙方優(yōu)勢(shì)AI和生物技術(shù)，聯(lián)合推進(jìn)AI技術(shù)在生物制造全流程的應(yīng)用探索。

作為國內(nèi)合成生物領(lǐng)域的龍頭，凱賽生物在生物制造理論技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐和應(yīng)用研發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域的探索和創(chuàng)新一直處于行業(yè)前沿，當(dāng)前正在構(gòu)建創(chuàng)新的AI+BT研究平臺(tái)，并推進(jìn)數(shù)字化工廠升級(jí)，實(shí)現(xiàn)更高效、更智能的生物化工生產(chǎn)。分子之心的AI技術(shù)能力一方面可根據(jù)制造需求反向設(shè)計(jì)或創(chuàng)造全新的蛋白質(zhì)，助力凱賽的產(chǎn)率、效率提升，另一方面，可通過融合型技術(shù)創(chuàng)新和跨學(xué)科合作，助力凱賽構(gòu)建更加高效的細(xì)胞工廠，調(diào)節(jié)代謝通路，縮短反應(yīng)步驟，甚至開發(fā)傳統(tǒng)方法無法實(shí)現(xiàn)的高附加值產(chǎn)品。以往需要花費(fèi)數(shù)十年的漫長(zhǎng)產(chǎn)品開發(fā)過程，未來將在AI的助力下獲得時(shí)間的大幅縮減和品質(zhì)的顛覆性提升。

而對(duì)于生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，在凱賽生物、分子之心等開拓者的帶動(dòng)下，AI與生物融合發(fā)展的大幕已經(jīng)拉開，新的生物“智”造的時(shí)代正在到來。