中國科學院上海高等研究院26日在滬舉辦的“國家蛋白質(zhì)科學研究(上海)設施開放十周年學術(shù)論壇”傳出消息，面向“AI for Science”新時代，蛋白質(zhì)設施正全面加速傳統(tǒng)實驗技術(shù)與AI技術(shù)的深度融合，打造支撐未來蛋白質(zhì)科學發(fā)展的關(guān)鍵“底座”型科技基礎設施，打造從“結(jié)構(gòu)認知”到“結(jié)構(gòu)創(chuàng)造”的全新國家大科學設施新生態(tài)，夯實中國在生命科學與生物技術(shù)領(lǐng)域的全球競爭力。

論壇現(xiàn)場。　　國家蛋白質(zhì)科學研究(上海)設施供圖

坐落在上海張江的國家蛋白質(zhì)科學研究(上海)設施(簡稱“蛋白質(zhì)設施”)，隸屬于中國科學院上海高等研究院。作為全球首個生命科學領(lǐng)域的綜合性大科學裝置，蛋白質(zhì)設施現(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。

截至2025年5月31日，蛋白質(zhì)設施已經(jīng)為107家企業(yè)提供技術(shù)支撐和服務。2024年全年產(chǎn)業(yè)用戶機時1670小時，產(chǎn)業(yè)用戶服務量逐年增加。

著眼于生命科學的長遠發(fā)展，蛋白質(zhì)設施與上?？萍即髮WiHuman研究所、免疫化學研究所聯(lián)合建設“中國蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫”(PDBc)，并于2022年正式加入國際蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫組織，成為全球第四個國家和地區(qū)成員。目前，中國產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)生物學新數(shù)據(jù)占到世界19%、亞洲65%，中國產(chǎn)出的實驗結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)已實現(xiàn)近100%由PDBc審校注釋。

當前生命科學研究正處于從“靜態(tài)結(jié)構(gòu)解析”邁向“動態(tài)功能建模”的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期，AI技術(shù)為結(jié)構(gòu)生物學帶來范式性躍遷。應對新一輪科技革命的技術(shù)挑戰(zhàn)，蛋白質(zhì)設施正系統(tǒng)布局蛋白質(zhì)動態(tài)結(jié)構(gòu)研究平臺建設，著力提升設施整合結(jié)構(gòu)生物學平臺實時捕捉動態(tài)結(jié)構(gòu)的時間分辨能力，同時引入AI驅(qū)動的模擬計算與構(gòu)象預測技術(shù)，推進功能蛋白質(zhì)動態(tài)結(jié)構(gòu)的多尺度、多時間點計算模擬能力。

近期，蛋白質(zhì)設施與上海思朗萬維計算技術(shù)有限公司共建“高性能蛋白質(zhì)動態(tài)計算中心”，引入國產(chǎn)自主可控的高性能分子動力學模擬計算平臺，并與設施九大技術(shù)系統(tǒng)協(xié)同升級，形成“AI建模+實驗驗證+動態(tài)結(jié)構(gòu)還原”的融合式研究新范式，支撐蛋白質(zhì)動態(tài)機制解析、活性構(gòu)象識別、靶點結(jié)構(gòu)變構(gòu)預測等復雜任務，為新藥發(fā)現(xiàn)與功能蛋白設計奠定數(shù)據(jù)基礎。

在合成生物學這一“AI+生物”最活躍的領(lǐng)域，蛋白質(zhì)設施也正在積極布局智能蛋白質(zhì)設計與制造平臺。結(jié)合生物分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫、AI算法創(chuàng)新和自動化合成技術(shù)，設施將對PDBc數(shù)據(jù)庫與計算框架進行升級，并攜手企業(yè)，聯(lián)合打造全球首個高通量的“DNA-to-Protein蛋白質(zhì)體外無細胞合成”智能制造裝置。該裝置集蛋白設計、功能預測、體外合成于一體，形成結(jié)構(gòu)-功能-合成全流程，支持非天然蛋白設計、酶活性調(diào)控因子的構(gòu)建、可控模塊化蛋白系統(tǒng)等前沿合成生物研究。

如今，蛋白質(zhì)設施正以結(jié)構(gòu)生物學為錨點，全面擁抱智能計算、機器學習與高性能模擬技術(shù)，推動結(jié)構(gòu)測定與功能設計的深度融合。面向未來，蛋白質(zhì)設施將聚焦蛋白質(zhì)動態(tài)結(jié)構(gòu)研究這一全球挑戰(zhàn)性方向，升級關(guān)鍵實驗系統(tǒng)，攜手高性能計算平臺共建“干濕結(jié)合”的動態(tài)研究生態(tài)，打造支撐新藥發(fā)現(xiàn)和功能分子設計的基礎能力。同時，面向人工智能時代的合成生物學新機遇，設施將推動“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫”與“設計平臺智能化重構(gòu)”，建設全球首個高通量蛋白質(zhì)“智造”平臺。