11月5日，第五届天下顶尖科学家论坛探究合成细胞分论坛在上海科学会堂举行，清华大学和北京大学访问教授许锦波作了“AI蛋白质设计”的演讲。
在会后接管澎湃科技采访时，他作了上陈说明。

11月5日，许锦波在第五届天下顶尖科学家论坛探究合成细胞分论坛上参与圆桌谈论。

许锦波是清华大学和北京大学访问教授、美国芝加哥丰田打算技能研究所教授，也是AI蛋白质设计平台公司“分子之心”的创始人。
他的研究兴趣包括人工智能和机器学习、优化算法和打算生物学。
2016年，他提出的RaptorX-Contact方法，首次证明了深度学习可以大幅度提高蛋白质构造预测的性能，拉开AI蛋白质构造预测时期的序幕。
他因此被业界称为“AI预测蛋白质构造环球第一人”。

“过去几年，人工智能做了很多很好的事情，尤其是在蛋白质构造预测方面。
但是AI在蛋白质预测方面还面临着很多寻衅，还有很多问题是AlphaFold2没法办理的。
”许锦波在演讲中说。

他举了几个例子，“AlphaFold2很难预测多个蛋白质是如何结合的，特殊是在预测抗原、抗体结合方面做得不是很好。
AlphaFold2也无法预测某种特性的蛋白，比如孤儿蛋白的构造。
尤其是，AlphaFold2无法做蛋白质的设计，也无法优化蛋白质，让蛋白质产生变异，实现希望运用的功能，AlphaFold2也无法预测DNA、RNA等小分子的构造。
”他表示，如果要预测蛋白质之间的互动，须要用其他的软件。

从头设计蛋白质

在演讲中，许锦波分享了他在AI蛋白质预测和设计上的最新进展：“我们想要建立一些自然界中没办法存在的蛋白质，尤其是想找到一个或者多个氨基酸序列，根据用户所须要的构造和功能来进行设计。
”

为什么要做蛋白质设计？许锦波说，蛋白质设计有很多的运用，比如用于进行疾病的预防、诊断和治疗。
他先容了2021年科学打破奖得主、美国华盛顿大学蛋白设计研究所研究员戴维·贝克（David Baker）的一项事情，“过去几年，他的实验室设计了一个用于诊断新冠患者的病情和研发新冠疫苗的蛋白，目前这个疫苗已在韩国获批治疗新冠患者。
”

许锦波还先容了AI设计蛋白质的办法。
和蛋白质构造预测不同，蛋白质设计须要考虑不同的情景，每个情景有不同的问题。
有时候研究者想设计蛋白的主干，有时候希望优化氨基酸序列，实现特定的形状，有时候想让设计出来的蛋白质能够与靶向受体进行结合。
为此，须要开拓不同的算法。

目前，许锦波团队开拓的算法已经可以用于设计不同大小和繁芜度的蛋白质。
他表示，之前用传统的方法只能设计含110个氨基酸的小蛋白，用他的团队开拓的方法，可以设计达200-300个氨基酸的蛋白。
除了α蛋白，他们也已经可以用AI设计β蛋白。
此外，他们还可以用AI来设计更加稳定的蛋白质，这种蛋白质与自然界的蛋白质功能比较类似，但是设计的蛋白质由于更加稳定、没有能量，还能够在极度情形下实现某些功能，比如在高温下实现功能。

用他们开拓的方法，仿照自然界中蛋白序列的成功率已经超过50%。
该模型还可以用更少的数据来更好地预测蛋白质的稳定性。
他们还开拓了一个设计治疗蛋白的AI模型，用于改进现有药品的亲和力和特异性，以及从头设计可以与靶向蛋白结合的新蛋白。

精确认识AI在药物研发中的运用

当天论坛结束后，许锦波接管了澎湃科技的采访。
他表示，AI蛋白构造预测和AI蛋白质设计都是基于中央法则，底层的思想根本是同等的。
AI蛋白构造预测让我们更好地认识和理解蛋白质，进而理解生命，但仅仅认识和理解是远远不足的，我们真正想做的是通过蛋白质来办理疾病、环保等问题，还须要按需求来改造蛋白质、乃至从头设计自然界不存在的蛋白质。
这也是他的团队正在探索、布局的方向，他们正在将AI蛋白改造和设计技能利用到药物设计、合成生物学等领域，希望为全人类带来福祉。

AI在赞助药物研发中的浸染一贯备受关注，许锦波见告澎湃科技，AI可以在药物研发各个环节发挥主要的浸染，当下其代价更多的表示在对每个环节的降本增效、提高成功率。
聚焦到AI蛋白干系技能在制药环节中，许锦波认为目前AI面临的寻衅是，一方面更好地理解蛋白相互浸染，从而理解致病机理，找到更得当的靶点；另一方面从更大的空间（比传统方法提高N个数量级）中创造、或者通过蛋白质优化和从头设计的方法，得到更好的蛋白序列、更稳定的蛋白构造，从而优化改造现有蛋白质，减少湿实验（即传统实验）本钱，提高效率和成功率。

他也提醒说，虽然在药物研发中，AI开拓者长远的目标是可以直接借助AI天生一款药物，并达到基本可用的状态，但对付当下一些期望过高的声音，要抱有精确的认知。
AI还没有达到端到端、给定一个靶点立时就能设计出一款药的阶段，药物设计的过程中仍旧须要一些跟湿实验技能结合的事情。

许锦波所在的美国芝加哥丰田打算技能研究所是一所受慈善捐助而成立的独立打算机科学研究所，充足的科研韶光和较少的经费困扰是他留在那里的主要缘故原由。

2021年，许锦波返国创业，成立了“分子之心”。
从静心研究迈向考试测验成果转化之路，他向澎湃科技表示，根本研究和成果转化两方面都须要推进。
根本研究探索更前瞻的方向，也是源头创新和家当转化的基石；而成果转化能让根本研究的成果走出实验室，通过家当化的办法，为人们所用，发挥真正的代价。
成果转化也能让科学家们对真实场景中的需求有更清晰和深刻的认知，反向推动科研。