PROTEUS未來可優(yōu)化mRNA療法,。圖片來源：澳大利亞悉尼大學(xué)科技日報(bào)北京7月13日電 （記者張夢然）澳大利亞悉尼大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種名為PROTEUS的“生物人工智能（AI）”系統(tǒng),。該系統(tǒng)通過模仿自然進(jìn)化過程,，能在幾周內(nèi)創(chuàng)造出具有新功能的分子,，為藥物研發(fā)和生物技術(shù)帶來突破性進(jìn)展,。該成果發(fā)表在最新一期《自然·通訊》期刊上,，不僅展示了生物技術(shù)與AI融合的前景,，更可能為個(gè)性化醫(yī)療和精準(zhǔn)治療提供關(guān)鍵工具,。PROTEUS系統(tǒng)基于定向進(jìn)化技術(shù)，這是一種在實(shí)驗(yàn)室模擬自然進(jìn)化力量的成熟方法,，換句話說,，是“將進(jìn)化力量轉(zhuǎn)化為可編程的生物系統(tǒng)”。與傳統(tǒng)定向進(jìn)化主要在細(xì)菌細(xì)胞中操作不同,，PROTEUS首次實(shí)現(xiàn)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中進(jìn)化分子,，從而能夠設(shè)計(jì)出更適應(yīng)人類生理環(huán)境的蛋白質(zhì)和其他生物分子。這一創(chuàng)新使科學(xué)家能夠快速篩選數(shù)百萬種可能序列,，找到解決復(fù)雜生物問題的最優(yōu)解,。團(tuán)隊(duì)表示，PROTEUS就像生物界的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng),。它可以在短時(shí)間內(nèi)完成自然進(jìn)化需要數(shù)年甚至數(shù)十年才能實(shí)現(xiàn)的過程,，比如優(yōu)化CRISPR基因編輯工具的效率，或設(shè)計(jì)出能精準(zhǔn)關(guān)閉疾病基因的新分子,。團(tuán)隊(duì)已通過PROTEUS成功開發(fā)出兩種新型分子：可藥物調(diào)節(jié)的改良蛋白質(zhì)和能檢測DNA損傷的納米抗體,。后者對癌癥早期干預(yù)具有重要意義。但PROTEUS的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此,，其算法框架可擴(kuò)展至增強(qiáng)大多數(shù)蛋白質(zhì)和分子的功能,，為藥物開發(fā)、mRNA療法優(yōu)化等領(lǐng)域提供通用解決方案,。技術(shù)突破的關(guān)鍵在于嵌合病毒樣顆粒的設(shè)計(jì),。其團(tuán)隊(duì)將兩種不同病毒家族的外殼與基因組合，創(chuàng)造出穩(wěn)定且抗“作弊”的系統(tǒng),。這種設(shè)計(jì)允許細(xì)胞同時(shí)處理多種解決方案,，通過自然選擇淘汰無效突變，最終篩選出最優(yōu)分子,。PROTEUS已經(jīng)過獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,，具有高度穩(wěn)定性和可靠性，有望推動(dòng)新一代酶,、分子工具和療法的發(fā)展,。PROTEUS的問世也標(biāo)志著定向進(jìn)化技術(shù)向哺乳動(dòng)物系統(tǒng)的重要跨越,。該技術(shù)曾因在細(xì)菌中的應(yīng)用獲得2018年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，如今PROTEUS將其能力擴(kuò)展到更復(fù)雜的生物環(huán)境,，為解鎖分子機(jī)器學(xué)習(xí)開辟了新維度,。【總編輯圈點(diǎn)】如果達(dá)爾文知道,，進(jìn)化論與人工智能碰撞出新的火花,，會(huì)不會(huì)感到欣慰,？定向進(jìn)化技術(shù)，是模擬自然進(jìn)化機(jī)制,，在實(shí)驗(yàn)室中加速蛋白質(zhì),、細(xì)胞、微生物等功能優(yōu)化的技術(shù),。這種技術(shù)突破了自然進(jìn)化的隨機(jī)性和緩慢性，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)酶改造,、藥物開發(fā)等領(lǐng)域,。將人工智能融入定向進(jìn)化技術(shù)，將進(jìn)一步推動(dòng)該技術(shù)向更高通量,、更精準(zhǔn),、更高效的方向發(fā)展，為驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療,、生物制造等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新提供了強(qiáng)大引擎,。來源：科技日報(bào)