近日,中国科学院微生物研究所吴边团队在人工智能驱动生物制造领域取得重要突破。该研究通过运用人工智能计算技术,成功构建新型酶蛋白并实现自然界未知的催化反应,首次完全基于计算指导获得工业级微生物工程菌株,实现了人工智能在生物制造工业化应用中的重大进展。相关成果发表于《自然·化学生物学》期刊。
一、人工智能驱动生物制造的发展现状
现代生物制造已成为全球战略性新兴产业,在化工、医药等领域发挥重要作用。根据OECD预测,到2030年约有35%的化学品将来自生物制造。美欧日等发达国家已将其列为战略重点,我国也正通过科技创新推动绿色生物制造发展,以支撑传统产业转型升级。
二、人工智能在蛋白质设计中的突破
酶作为生物催化的核心"发动机",其功能由三维结构决定。长期以来,蛋白质结构预测是科学难题,但随着CASP竞赛推动,计算方法取得显著进步。2016年《自然》和《科学》均将蛋白质计算机设计列为重要进展,标志着该领域进入快速发展期。
三、国内研究的领先成果
在国家科技政策支持下,我国科研团队在人工智能生物制造领域取得多项突破。吴边团队率先实现工业级菌株计算设计,在β-氨基酸合成酶设计和工程菌构建方面获得重要进展,并与企业合作建成千吨级生产线。
四、未来发展的建议
为推动人工智能驱动生物制造发展,建议加强核心算法研究,拓展应用场景,促进产业落地。通过产学研结合,突破技术瓶颈,建立有利于新兴技术的政策体系,助力我国在该领域实现国际引领。
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