生物AI革命:悉尼大学PROTEUS系统开启分子设计新时代
当生物技术与人工智能深度融合,科学界正迎来一场颠覆性的变革。悉尼大学科学家团队近日在《自然通讯》发表的突破性研究成果——PROTEUS系统,成功将定向进化技术推进至哺乳动物细胞层面,为基因疗法和药物研发开辟了全新路径。
进化速度的革命性突破
传统自然进化需要数十年甚至更长时间,而PROTEUS系统(PROTein Evolution Using Selection)将这一过程缩短至数周。该系统由悉尼大学查尔斯·珀金斯中心联合百年研究所开发,其核心创新在于:
- 首次在哺乳动物细胞中实现分子定向进化
- 可并行测试数百万种非天然分子序列
- 自动筛选最优解决方案的"生物AI"特性
"这意味着我们能创造出自然界不存在的功能性分子,研发传统技术无法实现的新型药物。"研究共同负责人Greg Neely教授指出。这一突破使科学家能够针对特定遗传问题(如精准关闭致病基因),快速获得定制化解决方案。
技术创新的双重突破
研究团队攻克了两大关键难题:
1. 细胞稳定性控制:通过"嵌合病毒样颗粒"技术,巧妙结合不同病毒特性,确保细胞在持续进化中保持稳定
2. 防作弊机制:特殊设计阻止系统采用无效捷径,保证进化结果的可靠性
"PROTEUS就像生物版的机器学习平台,"研究员Christopher Denes博士解释,"它不仅能解决问题,更能探索我们尚未想到的解决方案。"
应用前景广阔
目前该系统已成功开发出:
- 药物敏感性增强的改良蛋白质
- 可检测致癌DNA损伤的纳米抗体
未来应用将延伸至:
✓ 基因编辑技术优化
✓ mRNA药物效能提升
✓ 新型酶制剂开发
开放共享推动科研进步
值得一提的是,研究团队决定将PROTEUS系统向全球科研社区免费开放。这种开源精神预计将加速生物医学领域的创新发展,正如Neely教授强调:"真正的科学突破在于让更多人能使用这项技术解决各自领域的问题。"
这项研究不仅延续了2018年诺贝尔化学奖成果(细菌定向进化技术),更将其推进至更复杂的哺乳动物系统,标志着"生物人工智能"时代的来临。随着PROTEUS的推广应用,人类在精准医疗和基因治疗领域或将迎来一系列重大突破。