独家对话智峪生科新“舵手”王晟博士:基于AI技术拓展合成生物学边界

作者: 陈宣合 2022-05-25 08:00

image.png


近日,智峪生科宣布新的人事任命:宣布全球蛋白质结构预测翘楚王晟博士正式加入公司担任智峪生科CEO,负责蛋白质计算业务与公司整体战略规划。王晟博士精耕蛋白质结构预测及计算十多年,曾在全球最富盛名的CASP及CAMEO比赛中名列前茅,是该领域的顶级专家。


智峪生科团队表示,“王晟博士的加入,将成为推动公司发展的重要里程碑时刻。在持续精进公司蛋白结构预测及设计业务的同时,王晟博士的加入将开启智峪生科基于现有技术拓展合成生物学边界的道路,从而‘为蛋白质结构领域带来一场看得见的革命’。”


智峪生科成立于2021年4月,目前已自主打造了完整蛋白质结构预测、设计、生产体系,提供药物辅助研发与合成生物学两大类服务。成立不到一年,公司便连续获得了由鼎晖投资和朗煜投资领投的天使轮和由高瓴创投领投的Pre-A轮融资,累计融资金额过亿元。


image.png

智峪生科CEO王晟博士

 

作为人工智能结合蛋白质研究领域全球顶级学者、腾讯AI Lab前高级研究专家,王晟博士的加入,将为智峪生科加固哪些方面的已有优势以及注入哪些新的发展基因?智峪生科团队当前又在畅想一场怎样的“生物科技领域的革命”?动脉新医药与智峪生科CEO王晟博士进行了独家对话,望揭开以上问题的答案。

以下为动脉新医药与王晟博士之间的部分对话实录:

(为便于读者顺畅阅读,动脉网在文字上做了不改变原意的编辑)


蛋白预测、蛋白设计:生物科技下一次爆发的关键所在


动脉新医药:智峪生科可以说是诞生在去年蛋白质结果预测和设计的火热浪潮下。当初智峪生科的创建,主要是瞄准了国内行业的什么痛点?

 

王晟博士:智峪生科在成立之初主要瞄准了两个市场痛点:蛋白质结构预测以及蛋白质结构设计。在发生Alphafold2对于蛋白质结构高精度预测的突破之后,团队几位创始人一致认为,该突破一定会为蛋白质结构设计领域带来重大影响。而蛋白质结构设计相比蛋白质结构预测会对生物医药领域,尤其是合成生物学领域带来更加广泛而深远的影响。

 

蛋白质结构预测打通了从一维到三维的路径,我们认为,蛋白质结构设计这条从三维到一维的路径理论上也是可以被打通的。蛋白预测、蛋白设计这一互为逆问题的硬币两面,是生物科技下一次爆发的关键所在,将会为合成生物学领域带来革命性的突破。

 

动脉新医药:能否具体谈谈这种革命性的突破主要表现在哪些方面?对于新药研发领域、合成生物学领域各有怎样的影响?

王晟博士:在蛋白预测方面,Alphafold2的突破,解决了从一维到三维的蛋白质结构高精度预测问题,令科学界亟待攻坚的方向转为了如何根据功能要求确定三维结构,从而设计出相应蛋白序列。Alphafold2的突破对于新药研发领域的影响,在于对复杂蛋白质结构获取难度的降低。直接利用蛋白质序列进行蛋白质结构的获取,这在过去是很难想象的。Alphafold2预测的蛋白质结构可以促进基于结构的药物设计,特别是对于那些缺乏足够的蛋白结构信息的新靶点。

对于合成生物学领域而言,Alphafold2的突破的意义会更大。去年7月,DeepMind在《Nature》发表了文章,描述了AlphaFold对人类蛋白质组的结构预测,覆盖了98.5%的所有人类蛋白质组,并且AlphaFold能够对人类蛋白质组35.7%氨基酸结构位置进行预测……这对于合成生物学领域而言是一个非常重要的突破。众所周知,酶是生物合成反应里一个非常重要的催化元件,它是一种蛋白质。此前,我们获取能够酶的基因序列信息,但很难通过实验的方式将大多数酶的结构预测出来。现在,利用高精度高通量蛋白质结构预测技术,我们可以快速、准确地了解到关于酶的三维结构信息,从而挖掘出那些潜在的具有非常重要工业价值的酶。


蛋白质结构设计对合成生物学领域的影响更为广泛而深远。蛋白设计意味着我们可以设计、合成满足功能需求的酶,甚至这种酶在自然界从来不存在过。目前,产业界有很多的高价值小分子,利用传统化学合成的方法来合成可能会存在高污染、高能耗甚至低效率的问题。但是又找不到一种很好的生物合成途径将它合成,或许就是因为缺乏某一种关键的酶。

 

如果我们将蛋白预测和蛋白设计这两套理念融会贯通,是不是就意味着我们可以直接创造出这种酶,推进自然界中从来没存在过的这种反应?或者再换个角度看:在已有生物合成反应的基础上,我们可以利用AI技术将催化的酶的效率提升地更高,将其稳定性变得更强;原来或许需要三步才能得到终产物,现在我们创造出一种酶,使得到终产物的步骤简化为两步甚至一步。

 

智峪生科可以说是国内外最早一批把蛋白预测和蛋白设计这两个理念同时融会贯通的的企业,同时我们从蛋白质结构预测为基础拓展出了其他一系列蛋白结构研究的相关算法,我们希望利用自己的技术,在现有的合成生物学产业基础上做出升级和超越。


专注提供软件云平台服务,技术手段辅助新药研发


动脉新医药:当下AI制药领域发展十分火热,竞争也非常激烈。在AI制药领域,智峪生科具有怎样的竞争优势?


王晟博士:智峪生科的蛋白质计算和设计服务在AI制药领域的应用现阶段主要是提供在线云平台服务。从我们知道一个靶点蛋白,到我们基于该靶点设计出一个小分子与之相互作用,到最后的成药,我们把这个过程分成4个必要的步骤:第一,清楚靶点蛋白结构;第二,清楚小分子与蛋白的潜在结合区域。第三,需要一个丰富的小分子库来筛选出能与蛋白结合的小分子。第四,将经过筛选能与蛋白结合的众多小分子进行进一步的优化,提升它的各项性能,包括亲和力、水溶性、毒理作用、分子活性等等。

 

AI大分子药物研发也是类似的道理:确认靶点蛋白结构;找出大分子与蛋白的相互作用面;通过丰富的大分子库筛选出能与靶点蛋白结合的大分子;将经过筛选能与蛋白结合的众多大分子进行进一步的优化,通过局部地改变部分氨基酸、提升大分子与靶点蛋白之间的亲和力,提升大分子的分子活性,降低抗体的免疫原性等等。

 

以上每一个特定步骤都对应了不同的AI技术方法,智峪生科在以上每个步骤都有顶级的研究成果。我们将研究成果转化为产品,把以上每个步骤涉及的工作开发成了相应的云平台工具。

 

众所周知,新药研发是一个高投入、高风险的长周期过程。AI技术当下在新药研发领域的应用大多集中在药物发现环节,还处于相对早期的发展阶段。智峪生科基于团队的资源禀赋,现阶段以利用自身算法优势提供AI制药辅助研发服务为主。


动脉新医药:也就是说,在AI药物研发领域,智峪生科对标的是国际头部的软件平台公司?

 

王晟博士:目前来说,是的。智峪生科提供串联起来的、具有不同功能模块的平台服务给药企,让他们可以轻松完成新药研发前的蛋白质相关研究工作, 实现利用AI使新药研发过程降本增速的目的,而不需要花太多的金钱和时间去专门配置AI算法的团队。针对部分担心云平台数据安全的客户,我们将云端的一整套软件打包成本地化的私有云上。除此之外还提供了智山(ZPod)系统这样的蛋白结构计算一站式工程化解决方案。智山系统可以看作是一个“可移动的机房”。这样一来,客户不用花时间和成本建立超算机房,直接购买智山系统就可以。我们刚刚提到的各类需要用到超算的软件和程序都可以在智山系统上面完成。


动脉新医药:在药物辅助研发领域,公司的主要客户人群目前包括哪些?能否以数据的形式分享下智峪生科做出的成绩?


王晟博士:智峪生科专注于打造和完善自主开发的峪云(ZCloud)智能药物研发平台。通过与全球范围内的大型CRO公司、初创生物医药公司和科研机构的合作,不断验证峪云(ZCloud)平台在成本、速度与成功率方面的优势和巨大潜力,并获得多项里程碑式的进展,目前已为近30家客户完成30W+个蛋白质结构预测及研发辅助服务。

 

打通全产业链脉络,拓展合成生物学领域边界


动脉新医药:在合成生物学领域,国内企业大多聚焦在工具层和部分应用层。而智峪生科则是选择专注产业壁垒较高的软件/硬件层,旨在打造从蛋白质计算到设计、再到生产的全产业链。这一产业链将如何运作?


王晟博士:智峪生科选择切入产业壁垒较高的合成生物学软件/硬件层领域,一是希望着眼于市场痛点来解决问题,二是也确实是我们的能力和优势所在。在我正式加盟智峪生科之前,团队就已经具备了非常强的蛋白质结构预测和设计的能力,不过当时公司的定位主要是偏上游软件与算法工具的打造。

去年年底和今年年初,公司吸收了一支在合成生物学产业界领域有相当丰富经验的合成生物学团队,这支团队在代谢发酵工程方面具有丰富的实战经验,曾经生产出千克级、吨级的各类合成生物学产品。现阶段,智峪生科希望从上游的计算和设计端到下游的至少中试阶段,将整个脉络全部打通,将蛋白设计的能力体现到具体的产品中。完成产品的中试放大后,我们会根据产品未来的商业前景及规模化生产的难度,来选择是自行生产销售或是携手合作方通过技术转让的形式授权给合作单位。


动脉新医药:在合成生物学领域,智峪生科区别于其他合成生物学平台公司的特点是什么?未来如何利用自身的平台技术优势进一步拓展在合成生物学领域的布局?


王晟博士:区别在于,我们不仅仅是实现实验室的自动化,还有实验室的智能化,从而大幅提高实验效率。我可以举个简单的例子来说明。短肽合成是合成生物学领域里一个非常重要的环节。但是目前为止,短肽合成的效率并不高。利用自动实验室来合成短肽的效率远远不如直接雇一帮人来做这件事情。原因在于,短肽每一个位置的氨基酸都不同,合成每一个氨基酸的条件也很苛刻——不同氨基酸所需要的反应条件,催化剂,反应温度、 PH 值等各方面都不太一样。人做这件事情可以根据自己的经验根据不同的条件进行摸索,但是自动化平台不行。平台遵循的所有程序是写死的,它只能做一些高度重复性的工作。

 

目前,智峪生科正在打造一套自动化智慧实验平台——智汇ZBot。该平台旨在实现蛋白质设计的自动化——从蛋白质序列的设计出发,到DNA合成的自动化,氨基酸序列的表达,蛋白质的合成、纯化及最终功能的验证。我们将这个自动化实验室平台与公司的智山系统深度绑定在一起。在运行的过程中,这一套自动化平台源源不断地产生的实验数据将会反馈到公司的智山系统,而智山系统将基于这些数据进行不断的深度学习,不断的优化和迭代,从而在实验室自动化的基础上实现智能化,形成完美的闭环。

另外,随着智峪生科在合成生物学平台方面的不断完善,我们同样可以借助这套智能自动化平台体系,再重力布局到诸如AI制药领域等其他领域。当前AI制药领域面临一些问题,其中一个就是小分子药物被设计出来之后如何完成高效的生产。刚刚我也提到,利用蛋白设计有可能创造出各类生物合成反应所需的酶。如此一来,就可以直接利用高效的生物合成方法,生产出我们想要的产物。


仰望星空,脚踏“AI技术”实地


动脉新医药:为何选择加入智峪生科?这个团队的哪些特质尤其吸引到您?

王晟博士:虽然我是现在正式加盟智峪生科团队,但团队几位创始人跟我都有过不同程度的合作,也都是我多年的朋友,公司在发展过程中一直向我咨询意见,我也很乐于分享我对未来公司发展的看法。我一直特别认同智峪生科的使命愿景:通过计算理解生命、通过合成改进生命、通过设计重构生命。现在对我个人来说天时地利人和都已经具备,正式加入智峪生科也就水到渠成了。


动脉新医药:您的加入将为这个团队加固哪些方面的已有优势以及注入哪些新的发展基因?

王晟博士:一方面,智峪生科将继续打磨蛋白计算及设计平台,并通过计算服务扩大产业合作并夯实合成生物学技术积累。

 

我本人对于自己的定位是一个复合型人才:本科毕业于上海交通大学生命科学院,学的是传统生物学,硕博期间在中科院理论物理所接受了理论物理方面的训练。博士后期间,我在芝加哥大学TTIC从事研究工作,跟着许锦波老师做AI蛋白质预测方面的研究。2019年回国后,在腾讯 AI Lab 担任高级研究专家。

 

总的来讲,我个人在科研界、以及产业界的种种经历积累,与智峪生科的未来发展是高度契合的——既需要AI算法算力方面的支持,同时又和湿实验高度相关。加盟智峪生科后,除了会为团队带来之前在行业沉淀的诸多人脉及资源,持续精进公司蛋白结构预测及设计业务外,更在于我们在人工智能结合合成生物学领域的进一步拓展布局。我希望能带领智峪生科在“仰望星空”的同时,“脚踏实地”——将自身AI技术优势延伸至产业,向市场推出具有竞争力的产品。

相关赛道 研发制造外包
如果您想对接动脉网所报道的企业,请填写表单,我们的工作人员将尽快为您服务。
注:文中如果涉及企业数据,均由受访者向分析师提供并确认。
声明:动脉网所刊载内容之知识产权为动脉网及相关权利人专属所有或持有。转载请联系tg@vcbeat.net。

陈宣合

分享
动脉橙
以上数据来自动脉橙产业智库

我们以独创的在线数据库方式,为健康产业人士提供全方位和实时的市场资讯、行业数据和分析师见解。现已覆盖数字健康、医疗器械、生物医药等近100+细分领域,涉及公司名单、招投标、投融资信息、头部企业动态等各类数据并持续更新。

点击 【申请试用】了解动脉橙产业智库更多内容。
精彩内容推荐

逐梦AI计算药物设计,郭炳诗博士加入星亢原neoX

【VB100】第六届未来医疗100强大会开启,在世界难题面前书写“中国故事”

从医疗到化工,ITBT能为合成生物学带来哪些期许?

风再起时,如何应对数字医疗新一轮浪潮?

陈宣合

共发表文章144篇

最近内容
  • 疫情下,AI正在打造药物研发的新常态,加速新冠口服药研发

    2022-06-27

  • 全球多家药企争雄TSLP单抗研发赛道,中国创新药企研发进度处于国际先列

    2022-06-10

  • 【首发】循生医学完成数千万元Pre-A轮融资,推进TILs疗法及HPV治疗性疫苗研究

    2022-06-09

上一篇

【VB100】mRNA新冠疫苗后风涌之后,核酸药物产业的下一个爆发点是什么?

2022-05-24
下一篇

打破基因编辑底层专利垄断,辉大基因用自主创新点燃基因治疗千亿市场

2022-05-25