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生物 AI 技术取得新突破 加速分子进化开启医疗新可能
2025年07月18日 16:28:29
来源：化工仪器网 点击量：6644
澳大利亚悉尼大学的研究团队成功开发出名为 PROTEUS 的 “生物人工智能(AI)” 系统，为药物研发和生物技术领域注入了强大动力。
近日，澳大利亚悉尼大学的研究团队取得了一项重大科研突破，成功开发出名为 PROTEUS 的 “生物人工智能(AI)” 系统。该系统能在几周内创造出具备新功能的分子，这一成果已在最新一期《自然・通讯》期刊上发表，为药物研发和生物技术领域注入了强大动力，也让个性化医疗和精准治疗的实现更具希望。
PROTEUS 系统的核心是定向进化技术，这是一种在实验室里模拟自然进化的成熟技术。不过，它有了全新的突破 —— 以往定向进化技术主要在细菌细胞中进行操作，而 PROTEUS 首次实现了在哺乳动物细胞中对分子进行进化。这意味着它能设计出更契合人类生理环境的蛋白质等生物分子，因为哺乳动物细胞的环境与人类生理环境更为接近。同时，该系统能快速筛选数百万种可能的分子序列，从中找出解决复杂生物问题的最佳方案。
团队将 PROTEUS 比作生物界的机器学习系统。自然进化往往需要数年甚至数十年才能完成的过程，比如优化 CRISPR 基因编辑工具效率，PROTEUS 在短时间内就能完成。这就像为生物进化按下了 “加速键”，大大缩短了研发周期。
本次技术突破，关键在于嵌合病毒样颗粒的设计。研究团队把两种不同病毒家族的外壳与基因组合在一起，打造出稳定且能抗 “作弊” 的系统。这个系统可以让细胞同时处理多种解决方案，通过自然选择淘汰无效的突变，最终筛选出最优的分子。而且，PROTEUS 已经通过了独立实验室的验证，具有高度的稳定性和可靠性。
借助 PROTEUS 系统，研究团队已经成功开发出两种新型分子。一种是可药物调节的改良蛋白质，另一种是能检测 DNA 损伤的纳米抗体，这种纳米抗体对癌症的早期干预意义重大。不仅如此，PROTEUS 的应用范围还很广，其算法框架可以扩展到增强大多数蛋白质和分子的功能，为药物开发、mRNA 疗法优化等领域提供通用的解决方案。
定向进化技术曾因在细菌中的应用获得 2018 年诺贝尔化学奖，而 PROTEUS 系统将该技术的应用扩展到了更复杂的哺乳动物系统，这是定向进化技术的一次重要跨越，也为分子机器学习领域开辟了新的方向。未来，随着 PROTEUS 系统的不断完善和应用拓展，有望在酶、分子工具以及疗法的研发等方面发挥重要作用，为人类健康事业带来更多惊喜。
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