當(dāng)人工智能“遇見”生物制造，兩大前沿技術(shù)將“碰撞”出怎樣的火花？在北京百奧幾何生物科技有限公司，記者得到了這個(gè)問題的答案：通過人工智能在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用（AI for Science，科學(xué)智能），讓從頭“設(shè)計(jì)”蛋白質(zhì)成為可能。在業(yè)界看來，這一顛覆性技術(shù)創(chuàng)新將打開萬億級(jí)的市場(chǎng)，由此也有望誕生千億市值的企業(yè)，百奧幾何的未來可期。
從0到1的技術(shù)創(chuàng)新
走進(jìn)百奧幾何位于北京中關(guān)村的研發(fā)中心，桌面上一個(gè)蛋白質(zhì)分子三維模型分外醒目。百奧幾何創(chuàng)始人唐建向記者介紹，與大語言模型不同，由于蛋白質(zhì)不僅是一個(gè)序列，而且是三維結(jié)構(gòu)，而結(jié)構(gòu)決定功能，因此蛋白質(zhì)大模型也更加復(fù)雜。
百奧幾何不久前正式發(fā)布了全球首個(gè)全場(chǎng)景原子級(jí)蛋白質(zhì)大模型GeoFlow V2，該模型首次以原子級(jí)精度統(tǒng)一蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與從頭設(shè)計(jì)兩大核心能力，為生命大分子提供了從理解到創(chuàng)造的一站式解決方案，可廣泛應(yīng)用于包括生物醫(yī)藥、食品、化工、醫(yī)美、材料等整個(gè)生物制造領(lǐng)域。
“這將為工業(yè)級(jí)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)應(yīng)用帶來更多從0到1的突破?！碧平ū硎?，過去科學(xué)家只能去發(fā)現(xiàn)自然界中的蛋白質(zhì)，或是在實(shí)驗(yàn)室中通過大量試驗(yàn)合成蛋白質(zhì)，如今利用人工智能從海量數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)挖掘和建模復(fù)雜規(guī)律的優(yōu)勢(shì)，就可以預(yù)測(cè)甚至設(shè)計(jì)全新蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。
這樣的技術(shù)突破并非僅僅停留在理論層面，而是已經(jīng)得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。記者了解到，在一項(xiàng)復(fù)雜的功能蛋白質(zhì)替代設(shè)計(jì)任務(wù)中，GeoFlow V2僅一輪生成即可獲得高性能專利級(jí)分子。相較于過去依賴5輪文庫構(gòu)建與實(shí)驗(yàn)迭代才能有概率篩出的分子，GeoFlow V2實(shí)現(xiàn)一步到位的定向生成，直達(dá)性能峰值，在顯著縮短研發(fā)周期的同時(shí)實(shí)現(xiàn)性能和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙重突破。
在另一項(xiàng)針對(duì)某高價(jià)值非天然氨基酸的研發(fā)任務(wù)中，GeoFlow V2首次挖掘并從頭設(shè)計(jì)出一款能夠催化全新反應(yīng)類型的酶種，并通過兩輪AI驅(qū)動(dòng)的酶定向進(jìn)化將其催化活性提升65倍，構(gòu)建出一條原料價(jià)格低廉、轉(zhuǎn)化率高、路徑更短的一步體外酶法合成路線，全流程僅用兩個(gè)月完成。
“這不只是模型能力的躍升，更實(shí)現(xiàn)了‘生命分子的可編程性’向工程化與商業(yè)化可用性的大規(guī)模轉(zhuǎn)變?！碧平ㄍ嘎?，百奧幾何已經(jīng)打通了從設(shè)計(jì)、驗(yàn)證到落地的全鏈路生物制造閉環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的“智能創(chuàng)制”。目前，百奧幾何已與多家國(guó)內(nèi)外企業(yè)達(dá)成授權(quán)合作，多個(gè)自研產(chǎn)品已達(dá)到生產(chǎn)落地水平。
從生物醫(yī)藥到生物制造的應(yīng)用拓展
盡管百奧幾何正式運(yùn)營(yíng)不到三年，但是在人工智能賦能生物制造領(lǐng)域已經(jīng)是頭部企業(yè)。其核心團(tuán)隊(duì)是生成式AI在分子生成領(lǐng)域的開拓者，早在2021年就將擴(kuò)散模型用于分子的三維結(jié)構(gòu)生成，其關(guān)鍵論文是2022年AI領(lǐng)域引用量排名前50的論文之一。
作為AI制藥領(lǐng)域頂級(jí)科學(xué)家，唐建已獲得業(yè)界享有盛名的Mila實(shí)驗(yàn)室（加拿大魁北克省人工智能研究中心）終身教職。2022年底，唐建帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)回國(guó)創(chuàng)立百奧幾何，并邀請(qǐng)到深度學(xué)習(xí)三巨頭之一、AI之父、圖靈獎(jiǎng)獲得者約書亞·本吉奧擔(dān)任公司首席科學(xué)顧問。
“創(chuàng)業(yè)的過程并非一帆風(fēng)順?！碧平ǜ嬖V記者，剛開始公司的研發(fā)方向主要是生物醫(yī)藥抗體藥物，但是抗體藥物落地周期長(zhǎng)、投入成本高。在不斷試錯(cuò)、不斷探索中，唐建發(fā)現(xiàn)生物制造領(lǐng)域蛋白質(zhì)有很大的機(jī)會(huì)（如生物催化酶分子的設(shè)計(jì)），于是果斷決定拓展蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)在生物制造領(lǐng)域的應(yīng)用。
生物制造的核心挑戰(zhàn)在于發(fā)現(xiàn)高附加值分子（如抗體、疫苗、多肽類分子）或是優(yōu)化已有的微生物菌株和生物催化酶分子，以提高生產(chǎn)效率并降低成本。因此，如何快速并準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)具有高活性的蛋白質(zhì)大分子就成為生物制造多個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵。百奧幾何的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在這一新賽道上很快如魚得水。而唐建看到的優(yōu)勢(shì)還不僅于此。
“首先，國(guó)內(nèi)超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)給生物制造帶來很大機(jī)遇，從醫(yī)藥到美妝，從食品到化工，對(duì)抗體、酶等各種蛋白質(zhì)的需求非常大，應(yīng)用場(chǎng)景豐富；其次，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，使生物制造從設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)室再到產(chǎn)線的過程大大縮短，研發(fā)落地速度快。此外，還有成熟的制造業(yè)帶來的數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)、工程師紅利帶來的人才優(yōu)勢(shì)等，加上國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)政策優(yōu)勢(shì)，讓百奧幾何集齊了天時(shí)、地利、人和?！碧平ㄕf，在當(dāng)?shù)卣闹С窒拢賷W幾何已經(jīng)在北京、上海建成了高通量蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)室，并將在深圳等地合作建廠，加速自有產(chǎn)品落地。
從中國(guó)到世界的成長(zhǎng)路徑
“我們未來的一個(gè)重點(diǎn)是走向國(guó)際化?！碧平ǘ啻螐?qiáng)調(diào)，未來一定是中國(guó)研發(fā)、全球生產(chǎn)，這也是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)大趨勢(shì)。
百奧幾何還有一個(gè)長(zhǎng)期愿景是加速中國(guó)制造實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、綠色化、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)型。
作為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要組成部分，生物制造正從根本上變革傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，吸引世界各國(guó)紛紛布局。與傳統(tǒng)制造業(yè)依賴石油為基礎(chǔ)的化學(xué)合成帶來環(huán)境污染和高昂成本有所不同，生物制造采用微生物和生物催化技術(shù)，以玉米、秸稈等可再生生物質(zhì)為原料進(jìn)行產(chǎn)品合成，其效率、環(huán)保性和可持續(xù)性優(yōu)勢(shì)明顯。據(jù)預(yù)測(cè)，未來將有超過60%的產(chǎn)品采用生物制造方法生產(chǎn)，其市場(chǎng)價(jià)值有望飆升至30萬億美元，甚至超過數(shù)字經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)規(guī)模。技術(shù)突破與政策利好頻頻出現(xiàn)，生物制造賽道已處在爆發(fā)前夜。
“萬億級(jí)的市場(chǎng)一定會(huì)誕生千億市值的企業(yè)。”唐建雄心勃勃。
