我国科研团队推出蛋白质“精准设计”大模型，踏上功能“定向进化”的新征程

在生物科学的前沿探索中，蛋白质作为生命的基础构件，其重要性不言而喻。近日，上海交通大学的一项突破性成果引起了广泛关注。该校特聘教授洪亮及其团队成功推出了名为Venus的蛋白质设计大模型，这一创新工具能够精确预测蛋白质从序列到功能的变化，实现了蛋白质功能设计的“定向进化”，将蛋白质研究的传统“大海捞针”方式转变为高效精准的定制设计。

Venus模型的应用不仅停留在理论层面，其设计的多款蛋白质已步入产业化进程。例如，一款活性卓越、稳定性强且产物纯净的PET降解酶，以及用于超敏检测诊断的高活性碱性磷酸酶，都是Venus模型成功应用的实例。这些蛋白质产品的推出，预示着蛋白质工程领域将迎来一场革命性的变革。

洪亮团队的这一创新成果，得益于他们将人工智能技术与蛋白质设计与改造的深度融合。团队建立了全球规模最大的蛋白质数据集，这一数据集包含了数十亿条蛋白质序列信息，覆盖了从常规地表生物到极端环境微生物的广泛范围，其中数亿条序列还带有功能标签。基于这一庞大数据集训练的Venus模型，能够高效、准确地预测和设计蛋白质的功能，将蛋白质的生产过程从“缓慢试错”转变为“精准设计”。

在实际应用中，Venus模型展现出了惊人的能力。洪亮团队与国内生长激素领域的领军企业金赛药业合作，利用Venus模型对单域抗体进行了耐碱性改造。仅用了不到一年的时间，就将普通单域抗体的耐碱性提升了4倍，为金赛药业节省了上千万元的成本。这一成果不仅实现了多个批次5000升的放大生产，还成为全球首款由大模型设计并规模化生产的蛋白质产品，标志着Venus模型在产业化应用方面的巨大潜力。

Venus系列模型还在体外诊断领域取得了重要突破。团队成功优化了一款碱性磷酸酶（ALP），使其分子活性超过了国际领先公司的产品3倍。这一成果对于超敏检测诊断具有重要意义，如心肌梗塞、阿尔茨海默症等疾病的早期发现将因此变得更加准确和高效。目前，改造后的ALP已进入200升规模的放大生产阶段，标志着Venus系列模型在产业转化方面的成功。

洪亮团队还发布了VenusMutHub，这是首个针对真实应用场景的蛋白质突变小样本数据集。团队还提出了蛋白质功能零样本预测评测标准，相关研究已在《药学学报（英文版）》上发表。这些成果不仅丰富了蛋白质设计领域的数据资源，还为未来的研究提供了更加科学和准确的评测标准。

随着Venus模型和VenusMutHub数据集的推出，洪亮团队在蛋白质设计与改造领域取得了令人瞩目的成就。这些创新成果不仅推动了生物科学的发展，还为医疗健康、环境保护等领域带来了新的希望和机遇。