9月24日，2024年中國國際工業(yè)博覽會（以下簡稱“工博會”）在國家會展中心（上海）如約而至。展會期間，AI蛋白質設計領域的標桿企業(yè)分子之心與全球生物制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新者與開拓者凱賽生物攜手，共同展示了AI變革傳統(tǒng)生物產(chǎn)業(yè)模式、助力生物經(jīng)濟發(fā)展智能化升級的全新圖景。

作為一項擁有二十余年悠久歷史的國家級、綜合性、國際化工業(yè)盛會，本次工博會以“工業(yè)聚能 新質領航”為主題，吸引了全球28個國家和地區(qū)2600家參展商齊聚于此，展示包括新材料、智慧能源、工業(yè)自動化、機器人等在內九大領域新質生產(chǎn)力賦能工業(yè)發(fā)展的新技術、新成果。

在生物制造展區(qū)，AI賦能生物制造的最新成果亮相，為全場亮點之一。分子之心的AI生物基礎設施—AI蛋白質優(yōu)化設計平臺MoleculeOS和AI蛋白質基礎大模型NewOrigin，以及與凱賽生物共同打造的產(chǎn)業(yè)應用案例，成為AI與生物制造產(chǎn)業(yè)融匯、共同構建新質生產(chǎn)力的最佳例證。

AI已成生物經(jīng)濟發(fā)展革命性引擎

行業(yè)預測，2027年生物經(jīng)濟行業(yè)市場規(guī)模有望超過30萬億元，但傳統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)方式背后的高成本、低成功率長期制約該領域發(fā)展。典型的如藥物領域著名的“雙十定律”，研發(fā)一款新藥的研發(fā)到上市，平均研發(fā)周期大于十年，成本超過十億美元，且充滿不確定性。生物制造領域同樣面臨時間周期長、成本高的痛點，且選品風險高。AI技術有望為生物經(jīng)濟領域帶來革命性的變化。

以AI蛋白質設計技術為例。生物產(chǎn)業(yè)中對于功能性蛋白質需求巨大，通過對蛋白質復雜結構的解讀、重新構建、合成，可以制造出全新的產(chǎn)品，也可以優(yōu)化研發(fā)和生產(chǎn)流程，顯著提高研發(fā)速度和效率。但傳統(tǒng)方法主要通過濕實驗篩選、從自然界“發(fā)現(xiàn)”具備理想功能的蛋白質，成功率低。AI則可以從頭“發(fā)明”蛋白質來滿足應用需求。目前，分子之心已經(jīng)自研十余項全球領先的AI蛋白質設計技術，可基于小樣本、零樣本進行精準的蛋白質優(yōu)化和設計，減少產(chǎn)業(yè)對高通量篩選的依賴，通過“AI計算+少量濕實驗”的方式精準生成抗體、酶、多肽、小蛋白等各種具備特定功能的蛋白質。

2024工博會上，分子之心帶來兩大生物經(jīng)濟領域的AI基礎設施——AI蛋白質基礎大模型NewOrigin、AI蛋白質優(yōu)化設計平臺MoleculeOS。

NewOrigin大模型是分子之心自研的面向生物經(jīng)濟時代的基礎設施級底層大模型，也是全球首個集成序列、結構、功能和進化的多模態(tài)AI蛋白基礎大模型。它擁有百億級參數(shù)，學習了海量高度專業(yè)、復雜的多模態(tài)數(shù)據(jù)，可針對產(chǎn)業(yè)應用需求，在幾小時內、甚至是分鐘級“定制”具有特定功能的各類蛋白質，成功率高、普適性強、使用門檻低，為生物經(jīng)濟領域智能化升級帶來革命性的工具。

MoleculeOS則是分子之心打造的面向AI時代的生物制造操作系統(tǒng)，也是全球首個功能完整的AI蛋白優(yōu)化與設計平臺。它融合NewOrigin大模型等分子之心自研的十余項全球領先算法，結合分子動力學、量子化學等科學計算方法，一站式解決酶、抗體、多肽、小蛋白等各類蛋白質的研究、設計難題，用生成而非發(fā)現(xiàn)的方法，助力產(chǎn)業(yè)和用戶快速設計出具有特定功能的蛋白質產(chǎn)品。

AI新質生產(chǎn)力引發(fā)生物制造全產(chǎn)業(yè)鏈升級

隨著AI在產(chǎn)業(yè)中的落地，傳統(tǒng)方法無法解決的產(chǎn)業(yè)難題有了全新的解決方案。

如在與頭部醫(yī)藥公司聯(lián)合優(yōu)化其核心原料用酶的項目中，分子之心使用生成式AI技術，解決了一個功能極其復雜、分子量極大的酶設計難題。由于該酶達到表達系統(tǒng)極限，需要減少分子量使其“變小”，但濕實驗方法無法解決，全球范圍內的公開報道中均無類似成功案例。分子之心基于AI方法從頭設計了一個自然界不存在的全新的酶，在保留功能活性的同時將分子量減少了60%，另辟蹊徑突破多目標優(yōu)化難題。

工博會上，分子之心與凱賽生物亮出AI蛋白質設計技術落地產(chǎn)業(yè)的成果。借助AI蛋白質設計技術，雙方聯(lián)合優(yōu)化某個涉及行業(yè)瓶頸的關鍵蛋白。不到半年時間，AI設計的酶蛋白結構使菌種產(chǎn)率相對野生菌提高了5倍。

2023年，分子之心獲得凱賽生物的戰(zhàn)略投資，雙方隨即面向生物制造產(chǎn)業(yè)中的真實需求，融合雙方優(yōu)勢AI和生物技術，聯(lián)合推進AI技術在生物制造全流程的應用探索。

作為國內合成生物領域的龍頭，凱賽生物在生物制造理論技術、產(chǎn)業(yè)化實踐和應用研發(fā)等多個領域的探索和創(chuàng)新一直處于行業(yè)前沿，當前正在構建創(chuàng)新的AI+BT研究平臺，并推進數(shù)字化工廠升級，實現(xiàn)更高效、更智能的生物化工生產(chǎn)。分子之心的AI技術能力一方面可根據(jù)制造需求反向設計或創(chuàng)造全新的蛋白質，助力凱賽的產(chǎn)率、效率提升，另一方面，可通過融合型技術創(chuàng)新和跨學科合作，助力凱賽構建更加高效的細胞工廠，調節(jié)代謝通路，縮短反應步驟，甚至開發(fā)傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的高附加值產(chǎn)品。以往需要花費數(shù)十年的漫長產(chǎn)品開發(fā)過程，未來將在AI的助力下獲得時間的大幅縮減和品質的顛覆性提升。

而對于生物經(jīng)濟領域，在凱賽生物、分子之心等開拓者的帶動下，AI與生物融合發(fā)展的大幕已經(jīng)拉開，新的生物“智”造的時代正在到來。