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基于AI平台,天壤智能设计出新冠刺突蛋白结合剂

本文作者:嘉嘉 2022-06-01 16:44
导语:以AI为主导的蛋白质设计方式,助力实现“规模化生物制造”。

雷峰网(公众号:雷峰网)消息,AI公司天壤智能的XLab基于TRDesign,已经成功设计了新冠刺突蛋白结合剂,可以阻止刺突蛋白和人体ACE2蛋白结合。

ACE2,即血管紧张素转换酶2,是SARS-CoV-2进入细胞所需的受体,在SARS-CoV-2入侵宿主细胞的过程中起着至关重要的作用。而新冠刺突蛋白结合剂具有和S蛋白结合的能力,从而成为SARS-CoV-2病毒的诱饵受体。通过与病毒竞争性结合,有效防止病毒与细胞表面的天然ACE2结合,进而阻止病毒进入宿主细胞。

目前,天壤XLab正在积极推进新冠刺突蛋白结合剂的湿实验流程,有望在近期取得新进展。如果进展顺利,这将是蛋白质治疗领域的一次重大飞跃,意味着我们不再依赖传统的药物发现方法,可以主动设计治疗性蛋白质,那些以前无药可用的疾病,也会因设计出有效的蛋白质候选药物得以医治。

以AI为主导的蛋白质设计方式,助力实现“规模化生物制造”

2021年,AlphaFold预测蛋白结构的精准度超过传统方式,成为AI对基础科学领域的重大突破。自此,AI+合成生物学的组合,掀起了新一波的创新浪潮。

“AI+合成生物学”有许多细分赛道,比如智能化元件工程、线路工程、代谢工程和基因组工程等。近来,由AI主导的蛋白质设计则异军突起。

主流的蛋白质开发、酶工程优化通常以天然蛋白质为基础,采用突变或定向进化的办法对其进行改造和修饰。此类方法研发耗时长、费用高,应用范畴也被局限于已知天然蛋白质的功能区域内,很难满足人们对于生物药、工业食品酶等的广泛需求。

以AI主导的蛋白质设计则致力于走出有别于传统方法的全新路径。AI通过大量学习蛋白质序列与结构的关系,能够准确探索出蛋白质可折叠空间所有潜在的可能性。挖掘具备目标功能的蛋白质序列,以从头设计的路线快速生成多肽、抗体、蛋白质。

相比其它方式,AI主导的蛋白质设计平台拥有更高的设计成功率,设计时间所需也大幅降低,从而使实现“规模化生物制造”的目标成为可能。

从全球范围来看,以AI为核心的蛋白质设计已经从技术概念过渡到价值验证阶段,已经有多款以AI为主导研发的生物酶、医药蛋白进入临床试验阶段。

AbCellera专有的AI驱动抗体发现平台,通过分析天然免疫系统数据库来寻找可以开发为药物的抗体,结合了高通量微流体技术、大规模数据科学、机器学习、生物信息学以及基因组学信息,在60天内制定医疗对策。Neoleukin也通过复杂的计算从头设计出具有比天然蛋白更好的药学属性且具有高选择性、高度稳定的蛋白质药物。

 TRDesign平台

据雷峰网了解,融合IT和BT技术,天壤XLab从分子层面对细胞微环境进行分子层面的多组学分析,利用AI从头设计特异性更强、安全性更高的人工蛋白质,打破当前大分子药物开发中完全依赖于天然蛋白质改造的局限性,。

目前,团队自主研发出快速、准确度媲美AlphaFold2的蛋白质结构预测平台TRFold及具有端到端从头进行蛋白质设计、检测并进行稳定性、亲和力优化的蛋白质设计平台TRDesign,目前正在新冠S蛋白结合微蛋白、IL-2细胞因子替代蛋白等项目中进行技术验证。

XLab团队具有数十年的人工智能、生物计算、生物医药研发经验、专利和技术,正全力推动特性更优异的人工蛋白质设计工艺和药物开发流程,为人类健康保驾护航。

合成生物学迎来利好

2022年5月10日,国家发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》,合成生物学再迎利好。《规划》提出,“十四五”时期,我国生物技术和生物产业加快发展,生物经济成为推动高质量发展的强劲动力。

据麦肯锡统计,生物制造的产品可以覆盖70%化学制造的产品,且天然生物有300万种分子或新材料尚待发掘,如小分子聚合物、生物大分子、细胞和生物材料等,预示着合成生物学具有十分广阔的应用前景。在资本市场上,向来嗅觉灵敏的风投紧盯着合成生物领域的“风吹草动”,以AI主导的蛋白质设计平台公司多次被红杉、Accel、IDG等国内外顶级投资机构出手押注。

2020年底至2021年,国外以AI主导的合成生物学领域不断传来好消息,AbCellera、Neoleukin等独角兽相继上市,一级市场再次受到了激励,融资额不断突破历史新高。即便到了2022年,这股势头也没有出现减弱的信号,以致于SynbioBeta预测,2022年将是合成生物学有史以来最好的投资年,全年的融资总额将会是过去三年的总和。

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