照完镜子正衣冠
26-07-30 02:54 微博认证:健康博主

#健闻登顶计划# 【值得高度关注】(射线枪)AI工具——自由缩放蛋白质,解锁蛋白编辑新方式!美国杜克大学一研究团队在国际科学权威杂志《自然》上发布研究论文,推出Raygun,实现了一项突破性能力:可以随意放大、缩小天然蛋白质,同时基本保留其三维结构与生物功能,解决了长期困扰合成生物学的一大难题!

目前的蛋白质AI大多是“从零造蛋白”,擅长设计全新的未知蛋白,但在实际科研和医药研发中,科学家更需要优化已经成熟、安全、可靠的天然蛋白!

很多关键技术场景非常需要“更小的蛋白”:比如基因治疗的病毒载体容量有限,很多疗效优秀的蛋白(编码基因)因太长装不进去;更小的蛋白穿透力更强、细胞靶向效果更好,更适合活体给药与细胞标记。

但过去AI无法做到可控缩放!只要删减、增加氨基酸,就会打乱蛋白高级结构,导致功能丧失,这也是蛋白工程长期以来的技术瓶颈。Raygun彻底改变了这一逻辑。它基于ESM-2(Meta平台研发的世界级蛋白质AI大模型)大模型开发,不再逐字生成序列,而是把不同长度的蛋白质统一转化为概率空间特征,让AI读懂蛋白的“功能规律”而非单纯序列规律。因此它可自由调整蛋白长短,却维持结构稳定、保留核心活性,生成速度更是比传统模型快近百倍。

真实结果非常亮眼:大幅压缩后的荧光蛋白依旧可以正常发光,尺寸远小于市面上绝大多数天然荧光蛋白,适合开发新一代高灵敏度生物传感器;优化后的生长因子,结合靶向能力甚至优于天然版本。

研究也明确了技术边界:极度精简人工高活性酶时,部分超强功能会下降。原因在于这类性能是实验室人工进化产生的超自然特性,不在天然演化数据中,AI暂时无法完全复刻。

总体来说,Raygun补齐了AI蛋白设计的短板:旧模型负责“造新蛋白”,Raygun负责 “改好蛋白”。未来将大幅简化基因治疗、靶向药物、生物探针、工业酶的改造流程,是合成生物学极具实用价值的全新工具。

发布于 北京