7月26日,國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究(上海)設(shè)施迎來開放十周年。
作為全球首個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域的綜合性大科學(xué)裝置,蛋白質(zhì)設(shè)施現(xiàn)有九大技術(shù)系統(tǒng),建立了從蛋白質(zhì)樣品制備、結(jié)構(gòu)解析到功能研究的完整技術(shù)體系。面向未來,蛋白質(zhì)設(shè)施全面加速傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與AI技術(shù)的深度融合。
國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究(上海)設(shè)施開放十周年學(xué)術(shù)論壇。主辦方 供圖
2010年開工建設(shè),2015年正式開放,蛋白質(zhì)設(shè)施始終面向人民生命健康領(lǐng)域的重大需求,聚焦基礎(chǔ)研究、前沿交叉和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化關(guān)鍵環(huán)節(jié),持續(xù)為生命科學(xué)重大科研任務(wù)提供高水平技術(shù)支撐。
開放十年來,蛋白質(zhì)設(shè)施已服務(wù)全國33個(gè)省級(jí)行政區(qū)的504家科研單位(含100多家科技企業(yè)),支撐超過2500個(gè)研究團(tuán)隊(duì)、累計(jì)10萬余人次用戶開展實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)施支撐完成科研課題超13400項(xiàng),發(fā)表高水平研究論文4000余篇,包括《自然》《科學(xué)》《細(xì)胞》等國際頂級(jí)期刊學(xué)術(shù)論文136篇。
十年來,蛋白質(zhì)設(shè)施作為我國蛋白質(zhì)科學(xué)研究“國之重器”,始終致力于推動(dòng)蛋白質(zhì)科學(xué)技術(shù)的升級(jí)與創(chuàng)新。蛋白質(zhì)設(shè)施建設(shè)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫,支撐起我國生命科學(xué)數(shù)據(jù)的開放共享,實(shí)現(xiàn)了中國機(jī)構(gòu)參與國際蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(PDB)建設(shè)和管理的“從0到1”突破。截至2025年5月,PDB共收錄235666條高質(zhì)量蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),其中約10.3%來自中國地區(qū)的投遞,位于蛋白質(zhì)設(shè)施的中國團(tuán)隊(duì)已累計(jì)注釋審校數(shù)據(jù)條目超過6000個(gè)。
國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究(上海)設(shè)施
面向人工智能時(shí)代的深度演進(jìn),科學(xué)研究正步入以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和模型預(yù)測(cè)為特征的“AI for Science”新時(shí)代。蛋白質(zhì)設(shè)施正全面加速傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與AI技術(shù)的深度融合,以智能化、自動(dòng)化、體系化的技術(shù)升級(jí)路徑,推動(dòng)核心實(shí)驗(yàn)平臺(tái)向更高通量、更高維度、更強(qiáng)融合的方向演進(jìn),打造支撐未來蛋白質(zhì)科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵“底座”型科技基礎(chǔ)設(shè)施,夯實(shí)我國在生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域的全球競(jìng)爭(zhēng)力。
應(yīng)對(duì)新一輪科技革命的技術(shù)挑戰(zhàn),蛋白質(zhì)設(shè)施正系統(tǒng)布局蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)研究平臺(tái)建設(shè),著力提升設(shè)施整合結(jié)構(gòu)生物學(xué)平臺(tái)實(shí)時(shí)捕捉動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的時(shí)間分辨能力,同時(shí)引入AI驅(qū)動(dòng)的模擬計(jì)算與構(gòu)象預(yù)測(cè)技術(shù),推進(jìn)功能蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的多尺度、多時(shí)間點(diǎn)計(jì)算模擬能力。
在合成生物學(xué)這一“AI+生物”最活躍的領(lǐng)域,蛋白質(zhì)設(shè)施也正在積極布局智能蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)與制造平臺(tái)。結(jié)合生物分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、AI算法創(chuàng)新和自動(dòng)化合成技術(shù),設(shè)施將對(duì)PDBc數(shù)據(jù)庫與計(jì)算框架進(jìn)行升級(jí),并攜手康碼(上海)生物科技有限公司,聯(lián)合打造全球首個(gè)高通量的“DNA-to-Protein蛋白質(zhì)體外無細(xì)胞合成”智能制造裝置。
以結(jié)構(gòu)生物學(xué)為錨點(diǎn),蛋白質(zhì)設(shè)施全面擁抱智能計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)與高性能模擬技術(shù),推動(dòng)結(jié)構(gòu)測(cè)定與功能設(shè)計(jì)的深度融合,打造“從結(jié)構(gòu)認(rèn)知”到“結(jié)構(gòu)創(chuàng)造”的全新國家大科學(xué)設(shè)施新生態(tài)。
面向未來,蛋白質(zhì)設(shè)施將持續(xù)錨定國際科技前沿和國家戰(zhàn)略需求,著力構(gòu)建結(jié)構(gòu)生物學(xué)與合成生物學(xué)交叉融合的技術(shù)新體系。設(shè)施將聚焦蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)研究這一全球挑戰(zhàn)性方向,升級(jí)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),攜手高性能計(jì)算平臺(tái)共建“干濕結(jié)合”的動(dòng)態(tài)研究生態(tài),打造支撐新藥發(fā)現(xiàn)和功能分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)能力。同時(shí),面向人工智能時(shí)代的合成生物學(xué)新機(jī)遇,設(shè)施將推動(dòng)“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫”與“設(shè)計(jì)平臺(tái)智能化重構(gòu)”,建設(shè)全球首個(gè)高通量蛋白質(zhì)“智造”平臺(tái),為我國率先占領(lǐng)生命科學(xué)技術(shù)制高點(diǎn)注入強(qiáng)勁動(dòng)能。
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