E022 零基础也能做科研了吗?|当AI介入蛋白质研究嗑嗑科学

E022 零基础也能做科研了吗?|当AI介入蛋白质研究

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1953年2月28日,第一个DNA双螺旋结构的分子模型诞生。当我们用基因序列ATCG来理解生命,生命研究也就进入了编码时代,这似乎为如今的AI时代做好了伏笔。

中心法则告诉我们,一般情况下,遗传信息通过DNA复制、转录为RNA、再翻译为蛋白质的氨基酸序列进行传递。也就是说,蛋白质作为千姿百态的生命微观“机器”,从基因序列到氨基酸序列就是组装的“生产指令”。

如今,生物学家在过去几十年积累的工作,正在被AI学习。从序列到蛋白质结构再到功能,似乎并不是AI能不能的问题,而变成了数据够不够的问题。

海量的数据如同一顿乱拳,在这场蛋白质研究革命中,未来还有“人的创造力”的位置吗?我们邀请了三位一线研究者,有人是纯开发者背景,已经做出了蛋白质大模型工具;有人是利用AI改进对蛋白质改造的效率;有人是从头设计一个自然界原本不存在的蛋白质。

致谢—

特别感谢西湖大学图书馆对本次节目的场地支持。

同时感谢兰拓相机租赁对本期器材的支持

—本期嘉宾—

何   燕 西湖大学常兴实验室 博士后
朱璟熠 西湖大学卢培龙实验室 博士、访问学者
粟   锦 西湖大学原发杰实验室 博士生

时间轴—

01:50-04:10 蛋白质研究基础科普
04:10-07:51 蛋白质大模型可以做到什么?
07:51-27:30 AI蛋白质研究技术发展历程
27:30-38:19 蛋白质大模型训练原理
38:19-01:03:32 应用案例:利用工具挖掘新型尿嘧啶 DNA 糖基化酶、从头设计跨膜荧光蛋白
01:03:32-01:07:30 AI将加速蛋白质技术应用
01:07:30-01:12:55 技术瓶颈
01:12:55-01:16:28 嘉宾推荐

—高频词—

研究主体:蛋白质、AI(人工智能)、蛋白质序列、蛋白质结构、蛋白质功能、基因编辑、蛋白质从头设计、跨膜蛋白、荧光蛋白

核心人物 / 团队:戴维・贝克(David Baker)、西湖大学(卢培龙实验室、原发杰实验室、常兴老师实验室)、 Deepmind

关键工具 / 系统:Protrek 系统、Rosetta(罗塞塔)、ESM2、AlphaFold(AlphaFold 1/2)、CAST(蛋白质结构预测竞赛)、BindCraft(设计工具)

应用场景:药物开发(抗体、胰岛素)、基因编辑工具(TDG、先导编辑器 PE)、生物传感、临床应用、宏基因组挖掘

核心问题:蛋白质折叠、多模态检索(序列-结构-功能)、数据瓶颈、多位点突变预测、动态结构设计

推荐资源—

ProTrek
search-protrek.com

The Heroes of CRISPR
linkinghub.elsevier.com

The Bitter Lesson
www.cs.utexas.edu

The Baker Lab Podcast
www.bakerlab.org

—封面图—
人工设计的荧光跨膜蛋白(via 卢培龙实验室)

—BGM—
Whispered Dreams
Eternity And A Day. Eleni Karaindrou

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《嗑嗑科学》是一档由西湖大学公共事务部出品的科普播客,欢迎在评论区留下你的想法。如果你喜欢这一期节目,欢迎推荐给更多朋友。工作联系shenronghua@westlake.edu.cn。

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Sun_YT
Sun_YT
2025.12.20
建议听一下科早深科技系列 S9E34这一集节目,也是讲结构生物学。个人觉得,这种节目的受众需要的不是基础科普,而是硬核知识。问题的质量和讲解的深入度真挺重要的。科学播客的受众不是小白🤦🏼关注嗑磕科学挺久,只听生物相关的节目,有点失望。希望越来越好吧
沈是:感谢很好的建议,希望接下来能做得更深入
Jingw-严
Jingw-严
2025.12.26
想听听入门者怎么用工具,应用实例也希望多举例(蛇毒抗体和胰岛素的例子很好)
沈是:http://search-protrek.com/有教程哈
沈是
沈是
2025.12.17
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