從哈佛哲學(xué)系到蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)大師，David Baker：AlphaFold令我深刻認(rèn)識(shí)到深度學(xué)習(xí)的力量

要說(shuō)誰(shuí)是引領(lǐng)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的世界級(jí)大師，美國(guó)華盛頓大學(xué)的 David Baker 教授可謂是當(dāng)之無(wú)愧，作為該領(lǐng)域的頂級(jí)專家，Baker 在蛋白質(zhì)方向發(fā)表研究論文 700 余篇，引用量累計(jì)超 17.7 萬(wàn)。今年 10 月，因其在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)方面的卓越貢獻(xiàn)，Baker 還被授予 2024 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他在學(xué)術(shù)界的影響力可見(jiàn)一斑。
**然而，Baker 的影響力遠(yuǎn)不止于此。在工業(yè)界，他的名字同樣如雷貫耳。**據(jù)華盛頓大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所官網(wǎng)顯示， 由 Baker 作為創(chuàng)始人直接參與的公司就有 21 家。今年 4 月，他聯(lián)合創(chuàng)辦的 AI 制藥企業(yè) Xaira Therapeutics 不僅吸引了 2022 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主 Carolyn Bertozzi 的加盟，更是獲得 10 億美元的巨額融資，占據(jù)全球 Q2 融資榜首位，連紅杉資本、ARCH Venture Partners 等投資界的巨頭也紛紛為其背書(shū)。

David Baker，一個(gè)在學(xué)術(shù)界桃李滿天下，又在工業(yè)界取得非凡成就的科學(xué)家，他的成長(zhǎng)歷程和成功秘訣究竟是什么？

慶祝 David Baker 獲諾獎(jiǎng)
圖源：Institute for Protein Design

從興趣出發(fā)，集合全世界力量攻克難關(guān)

David Baker 于 1962 年 10 月 6 日出生在美國(guó)華盛頓州西雅圖的一個(gè)猶太家庭，父母分別是物理學(xué)家和地球物理學(xué)家，盡管如此，Baker 最初對(duì)科學(xué)并不感興趣，他在哈佛大學(xué)本科階段主修哲學(xué)和社會(huì)研究，但如今回想起來(lái)，他認(rèn)為「那完全是浪費(fèi)時(shí)間，很多談話都毫無(wú)意義?！?/p>

大學(xué)的最后一年，Baker 選修了發(fā)育生物學(xué)課程，在這里，他見(jiàn)證了一個(gè)神奇的實(shí)驗(yàn)：加入蛋白變性劑后，RNA 酶失去了切割 RNA 的活性，但當(dāng)溶液中的變性劑被蒸發(fā)后，RNA 酶的活性竟奇跡般地恢復(fù)了。蛋白質(zhì)是如何在一瞬間自主找到正確的構(gòu)象并發(fā)揮功能？**這種對(duì)科學(xué)問(wèn)題明確答案的追求，比哲學(xué)的模糊性更讓他感到興奮。**于是，他開(kāi)始閱讀《細(xì)胞分子生物學(xué)》這本經(jīng)典教材，并對(duì)生物學(xué)愈發(fā)著迷。

之后，Baker 加入諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主 Randy Schekman 的實(shí)驗(yàn)室，在 1989 年獲得了加州大學(xué)伯克利分校的生物化學(xué)博士學(xué)位。

博士畢業(yè)后，Baker 進(jìn)入加州大學(xué)舊金山分校 David Agard 教授的實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始了他的博士后研究。在那里，他嘗試用計(jì)算機(jī)解析晶體結(jié)構(gòu)，并萌生了用計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的想法。「我博士后期間所在的結(jié)構(gòu)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室里有一間專門(mén)用于解析晶體結(jié)構(gòu)的房間，每個(gè)人都在計(jì)算機(jī)終端前忙碌，將氨基酸鏈與電子密度圖進(jìn)行匹配。我坐下來(lái)，試著做了 3 分鐘，感到頭痛欲裂。這讓我意識(shí)到，我做不來(lái)這樣的事，我想要用計(jì)算機(jī)去做一些更有意義的事情。」

帶著這個(gè)問(wèn)題，1993 年，Baker 回到家鄉(xiāng)西雅圖的華盛頓大學(xué)，開(kāi)始研發(fā)一種能夠根據(jù)氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的軟件，也就是后來(lái)備受歡迎的 Rosetta。此外，Baker 還在華盛頓大學(xué)遇到了他的夫人 Hannele Ruohola-Baker，Hannele Ruohola-Baker 是華盛頓大學(xué)的一名生物化學(xué)教授，兩人共育一兒一女。

左側(cè)為 Baker 和 Hannele Ruohola-Baker

1998 年，Rosetta 正式發(fā)布?；谖锢韺W(xué)原理，Rosetta 可以對(duì)蛋白質(zhì)的構(gòu)象進(jìn)行能量最小化計(jì)算，以預(yù)測(cè)最穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，即接近自然狀態(tài)下的蛋白質(zhì)穩(wěn)定構(gòu)象。為了驗(yàn)證 Rosetta 在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)中的表現(xiàn)，Baker 團(tuán)隊(duì)積極參與了 CASP 競(jìng)賽。在該競(jìng)賽中，參賽者會(huì)對(duì)一批蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行盲測(cè)預(yù)測(cè)，這些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)解析但尚未公開(kāi)，以此評(píng)估不同算法的準(zhǔn)確性。此后，Rosetta 逐漸在 CASP 中嶄露頭角，在 2004 年的 CASP6 上更是創(chuàng)造了歷史，針對(duì)目標(biāo)蛋白 T0281，Rosetta 首次實(shí)現(xiàn)了接近原子級(jí)精度的 ab initio 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，一度成為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

然而，更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)意味著更多計(jì)算資源的消耗?！肝覀冮_(kāi)始做蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)工作需要大量的計(jì)算資源。我們不斷購(gòu)買(mǎi)新計(jì)算機(jī)，不僅花費(fèi)巨大，而且很快就沒(méi)有足夠的空間來(lái)放置它們。因此，我們啟動(dòng)了 Rosetta@home 項(xiàng)目，邀請(qǐng)全球各地的人們用他們閑置的算力來(lái)進(jìn)行蛋白結(jié)構(gòu)計(jì)算。這是一個(gè)屏幕保護(hù)程序，當(dāng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，屏幕上會(huì)顯示正在折疊的蛋白質(zhì)?！笲aker 表示。

現(xiàn)如今，Rosetta 已在學(xué)術(shù)和工業(yè)環(huán)境中得到了廣泛采用，成為結(jié)構(gòu)生物學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)工具，為了持續(xù)改進(jìn) Rosetta 軟件，Baker 還特意創(chuàng)建了一個(gè)學(xué)術(shù)社區(qū)——Rosetta Commons，這個(gè)社區(qū)匯聚了來(lái)自全球 60 多個(gè)機(jī)構(gòu)的學(xué)者，涵蓋化學(xué)、生物學(xué)、生理學(xué)、物理學(xué)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，每年，社區(qū)都會(huì)舉辦會(huì)議，成員間互相分享成果，交流想法，如今，Rosetta Commons 已成為一個(gè)大規(guī)模的國(guó)際合作項(xiàng)目。

Rosetta@home

從 Rosetta@home 項(xiàng)目中得到啟發(fā)，Baker 深刻認(rèn)識(shí)到「人海戰(zhàn)術(shù)」的重要性，想要在一個(gè)未知領(lǐng)域快速得到突破性進(jìn)展，合作共贏才是長(zhǎng)久之道。2008 年，Baker 的團(tuán)隊(duì)正式推出 Foldit，這是一款關(guān)于蛋白質(zhì)折疊的在線益智游戲，專業(yè)人士和非專業(yè)人士都可以參與。Baker 表示：「我們的夢(mèng)想是，世界各地的人們共同努力，為科學(xué)和全球健康做出重大貢獻(xiàn)。」

在 Foldit 中，玩家使用游戲中的工具盡可能完美地折疊選定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，得分最高的方案將由研究人員分析，評(píng)估其在現(xiàn)實(shí)中的適用性，進(jìn)而應(yīng)用于靶向治療等。值得一提的是，F(xiàn)oldit 吸引了超過(guò) 40 萬(wàn)人參與，一些玩家還被列為 Baker 論文中的貢獻(xiàn)者。比如，2011 年被 Nature 錄用的一篇論文中，F(xiàn)oldit 的玩家就幫助破解了 M-PMV 逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白酶的晶體結(jié)構(gòu)，這種病毒已經(jīng)困擾科學(xué)家長(zhǎng)達(dá) 15 年，而玩家僅用 10 天就構(gòu)建出了足夠準(zhǔn)確的酶 3D 模型，以成功進(jìn)行分子替換和隨后的結(jié)構(gòu)測(cè)定。

Foldit

此后多年，Rosetta 和 Foldit 在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域備受歡迎，如果按照這種趨勢(shì)持續(xù)發(fā)展下去，今年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的另一半「蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面的貢獻(xiàn)」可能就不會(huì)授予 Demis Hassabis 和 John Jumper 了，一切的轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在 2020 年底。
用開(kāi)源回應(yīng) AlphaFold2

在 2020 年 11 月舉行的第 14 屆 CASP 大賽中，AlphaFold2「橫空出世」，作為當(dāng)年入選 Science 年度十大突破的重大成果，AlphaFold2 預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性直接碾壓其它所有團(tuán)隊(duì)，Baker 團(tuán)隊(duì)帶來(lái)的 Rosetta 也「望塵莫及」。主辦方更是直接宣布，AlphaFold 2 成功解決了一個(gè)困擾科學(xué)家 50 年的難題。

第一位 AlphaFold2，第二位 Rosetta

與 Rosetta 更側(cè)重于基于物理原理的方法、通過(guò)計(jì)算能量最小化來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，AlphaFold2 將深度學(xué)習(xí)與物理、生物等相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了端到端的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)信息預(yù)測(cè)，這一成果在科學(xué)界引起了巨大震動(dòng)，被譽(yù)為蛋白質(zhì)研究的里程碑。然而，DeepMind 當(dāng)時(shí)并未公開(kāi) AlphaFold2 的具體細(xì)節(jié)。

對(duì)此，Baker 表示，「所有人都驚呆了，先是有很多媒體報(bào)道，然后就沒(méi)消息了，我們的領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，但自己卻不能在此基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展，這很奇怪?！?/p>

和他的老師 Randy Schekman 一樣，Baker 崇尚的是科學(xué)的開(kāi)源、共享，當(dāng)初他的老師選擇對(duì)三大期刊「宣戰(zhàn)」，Baker 則立志研發(fā)一個(gè)能夠與 AlphaFold2 媲美的開(kāi)源模型。
*Randy Schekman 提倡開(kāi)放、免費(fèi)獲取科學(xué)文獻(xiàn)，對(duì) Nature、Science、Cell 這種封閉式訪問(wèn)期刊大力批評(píng)，并宣布永不向上述期刊投稿

圖源：維基百科

**借鑒 AlphaFold2，Baker 和實(shí)驗(yàn)室的其他成員一起努力了數(shù)月，發(fā)布了深度學(xué)習(xí)模型 RoseTTAFold。**RoseTTAFold 采用獨(dú)特的三軌 (three-track) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠同時(shí)考慮蛋白質(zhì)的序列模式、氨基酸相互作用以及可能的三維結(jié)構(gòu)，其中，一維、二維和三維信息相互流動(dòng)，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠推理出蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與其折疊結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。利用 RoseTTAFold，研究人員計(jì)算了數(shù)百種新的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，包括人類基因組中許多未知的蛋白質(zhì)，他們還生成了與人類健康直接相關(guān)的蛋白質(zhì)，比如與炎癥疾病和癌細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)的蛋白質(zhì)。

值得一提的是，RoseTTAFold 的計(jì)算耗能和時(shí)間都低于 AlphaFold2，只需一塊 RTX 2080 顯卡，就能在短短 10 分鐘內(nèi)計(jì)算出 400 個(gè)氨基酸殘基以內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。研究人員指出，「如果不使用這類軟件，一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)可能需要幾年時(shí)間才能確定一種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。」Baker 明白，是時(shí)候公開(kāi) RoseTTAFold 了。

2021 年 6 月，Baker 公布了詳細(xì)介紹 RoseTTAFold 技術(shù)路線的預(yù)印版論文。幾天后，DeepMind 首席執(zhí)行官 Demis Hassabis 在推特上宣布，他們將公布 AlphaFold2 的論文和源代碼。同年 7 月 15 日，RoseTTAFold 和 AlphaFold2 的相關(guān)論文分別發(fā)表于 Science 和 Nature，Science 雜志還將 RoseTTAFold 和 AlphaFold 共同評(píng)為 2021 年度突破技術(shù)，這場(chǎng)學(xué)術(shù)界與商業(yè)界的 PK 終于完美結(jié)束。

圖源：Demis Hassabis 社交平臺(tái)

做有挑戰(zhàn)的事！將深度學(xué)習(xí)引入蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)

今年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的消息公布后，相關(guān)人員對(duì) Baker 進(jìn)行了簡(jiǎn)短的電話采訪，當(dāng)被問(wèn)及如何看待 RoseTTAFold 和 AlphaFold 的相互競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系時(shí)，Baker 表示，他自己從未覺(jué)得和 DeepMind 是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

Baker 獲諾貝爾獎(jiǎng)后接受線上采訪
圖源：華盛頓大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所

「多年來(lái)，我們一直在開(kāi)發(fā)基于物理的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)方法。但當(dāng) John 和 Demis 開(kāi)發(fā) AlphaFold2 時(shí)，我深刻認(rèn)識(shí)到了深度學(xué)習(xí)的力量，他們是深度學(xué)習(xí)力量的偉大啟發(fā)者?！巩?dāng)然，借助這股力量，Baker 不僅將深度學(xué)習(xí)用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)上，推出了 RoseTTAFold，還將其用于蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)上。
Baker 的學(xué)生沈浩認(rèn)為他的老師「有一種勇于創(chuàng)新、邁大步往前走的勁兒」，專注于做重要且極具挑戰(zhàn)的事情，比如，設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)。在 Baker 看來(lái)，人類面臨許多新的緊迫問(wèn)題，因壽命延長(zhǎng)而產(chǎn)生的新疾病、環(huán)境污染等，如果等待自然進(jìn)化來(lái)解決問(wèn)題，可能需要數(shù)百萬(wàn)年時(shí)間，但通過(guò)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)，我們可以迅速開(kāi)發(fā)出解決當(dāng)前問(wèn)題的新蛋白質(zhì)。

事實(shí)上，很早之前，Baker 的團(tuán)隊(duì)就想到，既然可以將氨基酸序列輸入 Rosetta 來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，那么是否可以反向使用軟件，輸入一個(gè)期望的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，得到相應(yīng)的氨基酸序列建議，并將設(shè)計(jì)的序列基因引入細(xì)菌中，使細(xì)菌生產(chǎn)出所需的蛋白質(zhì)？

基于此，**2003 年，Baker 的團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)出世界上第一個(gè)全新蛋白質(zhì) Top7，**這個(gè)突破性發(fā)現(xiàn)極大地鼓舞了相關(guān)領(lǐng)域的研究。

同樣地，在意識(shí)到深度學(xué)習(xí)對(duì)于蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的巨大潛力后，Baker 也開(kāi)始思考：反向使用深度學(xué)習(xí)是否可以為設(shè)計(jì)功能性新蛋白質(zhì)生成氨基酸序列？圍繞此課題，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一系列成果。

Baker 曾在 Nature 期刊發(fā)表了一篇題為「De novo design of protein structure and function with RFdiffusion」的論文，研究人員在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)去噪任務(wù)中對(duì) RoseTTAFold 結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行微調(diào)，**開(kāi)發(fā)了一個(gè)生成模型 RFdiffusion，**該模型在蛋白質(zhì)結(jié)合劑設(shè)計(jì)、酶活性位點(diǎn)支架設(shè)計(jì)等方面表現(xiàn)出色，更重要的是，模型具備極好的通用性，且已開(kāi)源。

與此同時(shí)，為了拓展 RFdiffusion 的能力，**Baker 還開(kāi)發(fā)了一種基于深度學(xué)習(xí)的蛋白質(zhì)序列設(shè)計(jì)方法 ProteinMPNN，**ProteinMPNN 將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)作為輸入，1 秒即可生成能折疊成對(duì)應(yīng)骨架的新氨基酸序列。結(jié)合像 RFdiffusion 這樣的結(jié)構(gòu)生成工具，它可以用于設(shè)計(jì)具有前所未見(jiàn)的序列、結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)。此外，研究還表明，在天然蛋白質(zhì)骨架上，ProteinMPNN 的序列恢復(fù)率為 52.4%，而過(guò)去基于 Rosetta 的物理設(shè)計(jì)僅為 32.9%。該研究以「Robust deep learning–based protein sequence design using ProteinMPNN」為題，被 Science 錄用。
**此外，Baker 的團(tuán)隊(duì)還對(duì)前面提到的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)工具 Rosetta 和 Foldit 進(jìn)行了優(yōu)化，**通過(guò)在軟件內(nèi)引入新的模塊和算法，兩者不僅僅局限于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，還拓展到了抗體設(shè)計(jì)、酶設(shè)計(jì)和小分子對(duì)接等方面。對(duì)此，Baker 表示，「Foldit 最初創(chuàng)建時(shí)是做蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的，但是現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)向了蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)。我們會(huì)不斷為玩家更新關(guān)卡，隨著我們研究興趣的改變，它也會(huì)不斷變化?！?/p>

Baker 課題組合影

**將 AI 技術(shù)與物理方法結(jié)合，Baker 的實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造了許多新型蛋白質(zhì)，**例如能夠中和病毒、靶向癌細(xì)胞，甚至作為化學(xué)反應(yīng)催化劑的蛋白質(zhì)。此外，Baker 還在設(shè)計(jì)能與無(wú)機(jī)材料結(jié)合的蛋白質(zhì)，探索利用蛋白質(zhì)調(diào)控?zé)o機(jī)晶體生長(zhǎng)的可能性，這一研究有望應(yīng)用于半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域。

以成立公司的方式推動(dòng)技術(shù)落地

Baker 的老師 David Agard 曾評(píng)價(jià)，「David Baker 的工作幾乎一手推動(dòng)了蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展?！勾_實(shí)如此，2024 年還未結(jié)束，Baker 就已經(jīng)發(fā)表了 110 余篇論文，這些成果數(shù)量相當(dāng)不可思議。但更令人驚訝的是，每當(dāng) Baker 認(rèn)為他所研究的技術(shù)基本成熟時(shí)，就會(huì)成立一家新公司、或者投入過(guò)往創(chuàng)立的公司來(lái)孵化，進(jìn)而推動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地。據(jù)華盛頓大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所官網(wǎng)顯示，Baker 作為創(chuàng)始人直接參與的公司就有 21 家，此外，他還以顧問(wèn)的身份參與其他公司的運(yùn)營(yíng)。

圖源：華盛頓大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所
David Baker 任創(chuàng)始人/聯(lián)合創(chuàng)始人/科學(xué)聯(lián)合創(chuàng)始人

**具體來(lái)說(shuō)，今年 4 月剛成立的 Xaira Therapeutics 公司就應(yīng)用了前面提到的 RFdiffusion 和 ProteinMPNN。**該公司致力于通過(guò)新興的 AI 技術(shù)重新設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)藥物，由斯坦福大學(xué)前校長(zhǎng) Marc Tessier-Lavigne 博士擔(dān)任首席執(zhí)行官，Baker 為聯(lián)合創(chuàng)始人。值得注意的是，Baker 實(shí)驗(yàn)室的幾位科學(xué)家也全職加入了 Xaira。

Xaira 通過(guò)整合分子與人體疾病相關(guān)生物學(xué)特征的海量數(shù)據(jù)，可以高質(zhì)量訓(xùn)練模型。此外，公司還建立了工業(yè)化干濕實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試蛋白質(zhì)對(duì)特定細(xì)胞靶標(biāo)的粘附程度，并評(píng)估穩(wěn)定性等關(guān)鍵屬性。所得數(shù)據(jù)被快速反饋到蛋白質(zhì)模型中，從而實(shí)現(xiàn)分子設(shè)計(jì)的下一次迭代。
**2023 年成立的 Archon Biosciences 致力于通過(guò)生成式 AI 設(shè)計(jì)一種全新的生物藥物類型——抗體籠 (Antibody cage, AbC)，**AbC 將 AI 設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)控制融合，可完全控制抗體方向、結(jié)合域化合價(jià)、大小、形狀和剛度，這種結(jié)構(gòu)控制可實(shí)現(xiàn)精確的生物分布和 target engagement on cells，結(jié)合內(nèi)部的臨床數(shù)據(jù)，能夠快速驗(yàn)證抗體的有效性。該公司獲得了英偉達(dá)等多家公司的支持，所用技術(shù)源于 Baker 在 2024 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)中獲得認(rèn)可的成果。

Baker 展示蛋白質(zhì)納米籠

**除此之外，Monod Bio 公司今年 7 月份推出了世界上第一個(gè)完全從頭蛋白質(zhì)產(chǎn)品，即用于生命科學(xué)研究和診斷的熒光素酶 LuxSit? Pro。**對(duì)此，Baker 表示：「這是生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要里程碑，相信在未來(lái)幾個(gè)月或幾年內(nèi)，我們會(huì)看到更多從頭設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為成熟的商業(yè)產(chǎn)品?！乖摷夹g(shù)源自 Baker 2023 年在 Nature 上發(fā)表的一篇論文。

還有 2009 年成立的 Arzeda、2014 年成立的 Cyrus Biotech 以及 2018 年成立的 A-Alpha Bio 等公司，都積極引進(jìn)了 Baker 最新研發(fā)的 AI 技術(shù)，希望研發(fā)更多的新型蛋白質(zhì)，用于制造新的藥物、疫苗、疾病療法，甚至是新的材料。

從最初的哲學(xué)探索到現(xiàn)在的蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)「魔法師」，Baker 的每一步都充滿了對(duì)未知的渴望和對(duì)創(chuàng)新的執(zhí)著。他一貫堅(jiān)持合作共贏才是長(zhǎng)久之道，并用開(kāi)放與分享的精神激勵(lì)全球無(wú)數(shù)研究人員和科學(xué)愛(ài)好者投身該領(lǐng)域的發(fā)展。他的研究成果不僅在學(xué)術(shù)界取得了巨大突破，還從實(shí)驗(yàn)室走向了工業(yè)界，賦能疾病治療、食品生產(chǎn)，材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，為人類生活帶來(lái)了更多的可能。