首次，澳大利亚科学家利用人工智能（AI）生成了一种可直接使用的生物蛋白质，这种蛋白质能够杀死抗生素耐药的细菌，如大肠杆菌。最近，通过AI开发蛋白质的进展迅速，这些蛋白质最终将用于治疗从蛇咬到癌症的各种疾病。以往科学家需要数十年才能设计出针对特定疾病的定制蛋白质，如今只需几秒钟即可完成。
这项发表在《自然通讯》上的研究，提供了一种应对由抗生素耐药超级细菌引发的日益严重危机的新方法。通过这种方式使用AI，澳大利亚科学现已加入美国和中国等国家的行列，成功开发出能够快速生成数千种现成蛋白质的AI平台，为更快速、更具成本效益的药物开发和诊断开辟了道路，这可能彻底改变生物医学研究和患者护理。
《自然通讯》的这篇论文由Rhys Grinter博士和 Gavin Knott副教授共同领导，后者是Snow医学研究员，他们领导了新的[AI蛋白质设计计划]，该计划在墨尔本大学Bio21研究所和莫纳什大学生物医学发现研究所设有节点。
Grinter博士和Knott副教授表示，这项工作中使用的AI蛋白质设计平台是澳大利亚首个效仿David Baker（去年荣获诺贝尔化学奖）工作的平台，开发了一种端到端的方法，可以创建多种蛋白质。“这些蛋白质现在正被开发为药物、疫苗、纳米材料和微型传感器，还有许多其他应用尚未经过测试，”Knott副教授说道。
这项研究的主要实验工作由博士生Daniel Fox完成，他表示该AI蛋白质设计平台使用了全球科学家都可以免费使用的AI驱动蛋白质设计工具。“重要的是，要让蛋白质设计民主化，让全世界都能利用这些工具，”他说。“利用这些工具以及我们正在开发的内部工具，我们可以设计蛋白质以结合特定靶点或配体，作为抑制剂、激动剂或拮抗剂，或设计出具有改进活性和稳定性的酶。”
Grinter博士表示，目前用于治疗癌症或感染等疾病的蛋白质通常源自自然，通过合理设计或体外进化和选择重新利用。“深度学习的新方法能够高效地从头设计具有特定特性和功能的蛋白质，降低新型蛋白质结合剂和工程酶的开发成本并加速其发展，”他说。
自David Baker的研究以来，诸如[Bindcraft]和[Chai]等新工具和软件不断被开发出来，并被纳入由Grinter博士和Knott副教授共同领导的AI蛋白质设计平台。
Monash生物医学发现研究所所长John Carroll教授表示，新的AI蛋白质设计计划使澳大利亚“在这一令人兴奋的新治疗设计和研究工具模式上迅速赶上。这证明了两位才华横溢的年轻科学家的创业精神，他们夜以继日地从零开始构建这一能力。”
Knott副教授表示：“该计划由莫纳什大学和墨尔本大学运行，团队成员包括一群才华横溢的结构生物学家和计算机科学家，他们全面了解从头到尾的设计过程。对蛋白质结构和机器学习的深入了解，使我们能够成为一个高度灵活的项目，定期引入AI蛋白质设计领域的前沿工具。”
Rhys Grinter博士是墨尔本大学生物医学科学学院生物化学与药理学系的实验室负责人。
Gavin Knott副教授是莫纳什大学生物医学发现研究所生物化学系的实验室负责人。
阅读《自然通讯》上的完整论文：Inhibiting heme piracy by pathogenic Escherichia coli using de novo-designed proteins. DOI: 10.1038/s41467-025-60612-9
分类
医学与健康, 大学新闻, 繁荣的社区
标签
Gavin Knott副教授, Monash生物医学发现研究所
【全文结束】
