AI革命性突破!中國科學家開發「蛋白質設計神器」 精準度飆升90%
生物
08-08
中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞教授團隊,日前在國際頂尖期刊《Cell》發表一項顛覆性研究。這套名為「AiCE」的AI輔助蛋白質工程技術,將徹底改變傳統蛋白質設計模式,不僅大幅提升精準度,更能節省大量研發成本。
蛋白質工程向來面臨三大痛點:成本高昂、效率低落、難以規模化。雖然AI技術帶來曙光,但傳統方法需要耗費龐大運算資源。AiCE技術的突破在於,它巧妙結合「結構限制」與「演化耦合限制」雙重機制,無需額外訓練專門AI模型,就能從現有反向折疊模型中挖掘更深層的設計潛力。
研究團隊首先開發「AiCE單點突變模組」,透過60組深度突變掃描資料驗證,其預測精準度比其他AI方法高出36%至90%。特別值得一提的是,僅匯入結構限制機制,就讓預測準確率提升37%。針對組合突變的負向上位效應,團隊再開發「AiCE多點突變模組」,能用最低運算成本準確預測多個高適應性突變。
實際應用成果令人驚艷!團隊已成功改造8種功能各異的蛋白質,包括脫氨酶、核定位序列、核酸酶等。這些突破性成果衍生出多款次世代基因編輯工具,例如:編輯視窗縮小50%的胞嘧啶鹼基編輯器enABE8e、精準度提升1.3倍的腺嘌呤鹼基編輯器enSdd6-CBE,以及活性暴增13倍的粒線體鹼基編輯器enDdd1-DdCBE。
這項研究的最大價值在於,它開創了「簡單、高效、通用」的蛋白質工程新正規化。高彩霞團隊巧妙地釋放既有AI模型的潛能,不僅為精準醫療與分子育種開闢新徑,更大幅提升AI驅動蛋白質設計的可解釋性。隨著這項技術的推廣應用,預計將為生物醫學領域帶來革命性影響。
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