研究图。图片来源：Medical Xpress 网站
人工智能（AI）蛋白质设计正在朝着“更快、更好、更强”的方向发展。来自马萨诸塞州总医院布里格姆分院和贝斯以色列女执事医疗中心的团队开发了一款名为 EVOLVEpro 的人工智能工具，该工具被认为是蛋白质工程领域的重大突破。在最新一期的《Science》杂志上，团队展示了通过该工具设计的6种不同用途的蛋白质，证明EVOLVEpro可以提高蛋白质的稳定性、准确性和效率。
蛋白质工程的概念已经存在很长时间了，但随着人工智能和大型语言模型的兴起，这个领域正在发生深刻的变化。蛋白质语言模型可以通过分析庞大的基因组数据库中的蛋白质序列来理解蛋白质的“语法”，并为改进蛋白质提出具体的建议。与最新的大规模语言模型类似，EVOLVEpro 充当额外的功能层，在响应之前实现深度推理和思考。
该团队使用 EVOLVEpro 设计了六种蛋白质。结果显示，经过EVOLVEpro优化的两种单克隆抗体对靶标的粘附力提高了30倍； mini-CRISPR核酸酶进行基因编辑的效率提高了5倍；用于基因编辑的蛋白质在将序列插入基因组的不同位置方面具有更好的性能。能力提升两倍； Bxb1整合酶将DNA片段植入细胞以实现可编程基因整合的效率提高了4倍；用于RNA合成的T7 RNA聚合酶在精确复制RNA方面更加高效。 100次。
研究团队指出，这个工具最大的优点是不受自然进化的限制。借助人工智能，他们可以根据特定需求优化蛋白质，创造出性能更好、更快、更强的蛋白质，更有效地与目标结合，从而改善治疗或增强其功能。
这项技术意味着人类不仅能够设计出与天然产物相媲美的蛋白质，还将有能力应对自然界未曾遇到的挑战，包括开发更精确的抗体来治疗自身免疫性疾病或癌症，以及开发更多有效的病毒疫苗，或培育营养价值更高或吸收二氧化碳能力更强的作物。
【主编圈子】
蛋白质工程是利用基因工程方法对蛋白质进行改造，以获得性质和功能更加完整的蛋白质分子。蛋白质是生命活动的主要载体，在整个生命系统中发挥着关键作用。然而，它们并不是孤立存在的。蛋白质与各种小分子化合物结合来调节各种生理过程。这一次，AI再次在蛋白质设计领域大显身手。它设计了六种更强大的蛋白质，不仅能正常工作，而且比天然蛋白质能更好地满足特定需求。 “更快、更好、更强”的蛋白质可以帮助人类应对更多挑战。
（原标题《蛋白质工程重大突破——AI模型设计出性能更优的六种蛋白质》）
