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《转》访菲鹏数辉马步勇教授|AI与分子模拟引领生物医药创新,“构象选择机制”开辟药物动态设计新纪元

首页 » 《转》访 2024-07-05 转化医学网 赞(13)
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导读
马步勇,菲鹏数辉创始人兼首席科学家。
《转》访是转化医学网的品牌专访栏目,是与业内专家、大咖,知名企业首席科学家们交流碰撞的平台,也是促进行业健康发展的重要力量,《转》访致力于打造转化医学领域最知名的专家访谈栏目。
随着科技的飞速进步,人工智能(AI)与分子模拟技术已成为生物医药研发领域的重要推动力。在此背景下,菲鹏集团旗下的菲鹏数辉凭借其在AI与分子模拟领域的深厚积累和前沿技术,正引领着新一轮创新浪潮。
近日,在上海举行的AIBC大会上,菲鹏数辉首度亮相AI蛋白质动态构象预测新品——DeepConformer,引来现场热议,菲鹏数辉创始人兼首席科学家马步勇教授也做了关于AI蛋白质动态构象预测这一前沿课题的主题演讲。后续的演讲者,也在分享中引用到马步勇教授的一些研究发现和思考。
《转化医学网》此次有幸邀约到马步勇教授接受专访,近距离聆听智者智慧并分享对话,以飨读者。
马步勇教授拥有丰富的国际学术背景,曾在美国佐治亚大学攻读化学博士,并在美国国家卫生研究院(NIH)从事计算生物学研究长达20余年,2020年回国任上海交通大学药学院长聘教授。2022年,他担任菲鹏数辉的首席科学家,致力于将AI与分子模拟技术应用于药物设计、蛋白质工程等生物医药领域。
本次采访围绕马步勇教授的个人背景、菲鹏数辉的发展理念、AI在药物设计中的应用以及“构象选择机制”药物靶点理论的创新之处等方面展开,以期为读者提供深入了解AI与分子模拟技术在生物医药领域应用的机会,以下为访谈内容。
菲鹏数辉创始人兼首席科学官马步勇
01 看到AI与生物科学结合的巨大可能性
转化医学网问:马教授您好,请和大家介绍下您的背景和经历。
菲鹏数辉马步勇:1991年,我进入佐治亚大学,当时正是计算机技术在计算化学、药物设计和人工智能领域取得突破的重要时刻。依托学校强大的计算化学研究实力,我选择了量子计算化学作为博士研究方向,并深入分子力学研究。随后,我加入美国NIH国家卫生研究院,专注于蛋白质结构与功能的计算生物学研究达20余年,为我在生物科学的计算应用方面积累了深厚的理论与实践经验。2020年,我返回上海,带领团队继续推进计算化学与生物学研究,致力于药物设计和科学研究。
转化医学网问:作为菲鹏数辉首席科学家,您眼中它的发展理念是怎样的?
菲鹏数辉马步勇:菲鹏数辉(Fapon Digiwiser)专注于AI与分子模拟(MD)技术,在生物技术、大分子药物、蛋白质工程和合成生物学领域发挥关键作用。其发展理念涵盖创新驱动、人才培养和引进,以及合作共赢。通过技术创新,菲鹏数辉致力于提升药物设计和生物工程的效率和准确性,并不断优化模拟技术。公司吸引多学科人才,与国内外机构合作,推动生物医药和生物工程的发展,同时提供定制化服务,满足市场需求,保持行业领先地位。
02 让菲鹏数辉专注于AI结合分子模拟的前沿模式
转化医学网问:马教授,您是如何将人工智能技术应用于药物设计的,能否介绍一些具体案例?
菲鹏数辉马步勇:菲鹏数辉专注结合AI和分子模拟技术,应用于药物设计。通过AI分析分子轨迹和分子模拟优化,我们成功改造了针对淀粉样多肽Α-β的抗体,对抗蛋白质构象疾病,取得显著成果。此外,我们还开展了核酸适配体设计和mRNA疫苗递送优化工作,旨在提高稳定性、增强抗体滴度,推动生物医药发展。
03 构象选择理论带来药物设计底层逻辑的变革
转化医学网问:您提出的“构象选择机制”药物靶点理论在药物设计中有什么创新之处,它对药物设计和优化有什么实际影响?
菲鹏数辉马步勇:作为药物设计领域的专家,我深知传统药物设计主要依赖于静态的晶体结构,即“基于结构的药物设计”(SBDD)。然而,随着研究的深入,我们提出了构象选择理论,即一种基于动态构象的药物设计方法。构象选择理论揭示了蛋白质在执行功能时会选择性地采用特定构象,使其与其他分子相互作用并完成特定的生物学功能,是从基于结构的药物设计到基于动态构象的药物设计的重要基础。
转化医学网问:那这次全新的 AI 蛋白质动态构象模型 DeepConformer,我们了解到在预测蛋白质结构动态变化、加速药物研发方面有非常优异的表现,这是如何实现的?
菲鹏数辉马步勇:DeepConformer的底层逻辑是AI蛋白质动态构象预测。
我们知道,在当下的技术领域,对蛋白质动态构象的预测优势显著。
首先,它能够识别多种构象,克服了传统方法仅关注静态结构的局限性。由于蛋白质在功能上能够展现出不同的构象,动态构象设计能够捕捉这些变化,进而分析药物与不同构象的结合效果。这不仅增加了药物设计的特异性,还提高了药物与特定构象的亲和力。
在靶点优化方面,多构象识别同样具有巨大潜力。通过识别和利用蛋白质的不同构象,我们能够发现更多潜在的药物设计靶点,从而扩大药物设计的空间。此外,结合人工智能和分子模拟技术,我们可以高效地进行药物筛选和优化,提高药物开发的成功率和效率。
04 展望菲鹏数辉:引领药物研发与AI融合新浪潮
转化医学网问:那您对未来药物研发领域的发展趋势有什么样的预测和展望,菲鹏数辉会如何把握这些机遇和挑战?
菲鹏数辉马步勇:作为菲鹏数辉的引领者,我深切感受到大数据、基因组学和生物信息学的蓬勃发展如何推动了人工智能在药物研发领域的广泛应用。回想起二三十年前,计算生物学和计算化学刚刚起步,计算机辅助药物设计在国际药厂中崭露头角。如今,计算化学/分子模拟已深度融入到药物研发的每一个环节,同样,人工智能也在药物研发的各个阶段发挥着至关重要的作用。
特别在多靶点设计方面,人工智能的结合带来了前所未有的机遇,结合生物技术和基因编辑的突破,我们能够将这种技术应用于从小分子、大分子到细胞疗法的广阔领域。对于临床试验,我认为如果与早期研发紧密结合,其意义将更加深远。
在菲鹏数辉,我们不仅仅关注生物技术本身,更重视整个人工智能在生物制造和生物合成领域的潜力。为了把握这些机遇,我们制定了五大战略:
首先,我们致力于技术创新和研发投入,这是我们在高速迭代的人工智能领域立足的基石。
其次,我们积极寻求国际合作,推动数据共享和模型交互,共同推动行业进步。
再次,我们重视服务创新,确保我们的技术和服务能够迅速适应市场需求。
另外,我们注重人才培养和团队建设,努力构建一支既具备技术创新能力又能够服务客户的专业队伍。
最后,我们也进行合理的商业布局,确保数辉在技术创新和商业发展之间找到最佳平衡点。
未来,数辉将继续在药物研发和人工智能在生物领域的应用上探索前行,为人类健康事业贡献我们的智慧和力量。
05 携手菲鹏数辉:期待更多创新突破及市场价值显现
转化医学网问:菲鹏数辉的技术在业界已处于前沿、领先地位,您会考虑技术市场化、让菲鹏数辉接受市场投资吗?
菲鹏数辉马步勇:在面临众多挑战与机遇的当下,我深知市场投资对于菲鹏数辉发展的重要性。它不仅能助力我们迅速扩大业务规模,特别是在动态构象设计、大分子、小分子适配体等领域,让核心技术得到更广泛的应用。同时,市场投资也是我们加速技术研发、提升市场竞争力的强大动力。
随着行业内的竞争日益激烈,越来越多的企业加入其中,从各个角度寻求解决方案。在这种环境下,我坚信,有了资金的支持,我们能够更好地进行市场推广和品牌建设,从而在市场中脱颖而出。
未来,我希望能够与大家保持紧密的联系,增进相互了解,共同提升菲鹏数辉的技术实力。我们追求的不只是眼前的成功,更是长远的价值和持续的发展。让我们携手前行,共创美好未来。
结  语
访谈间,菲鹏数辉的团队成员亲切称呼他“马老师”。我们也在与马老师的深入对话中,感受到他对菲鹏集团以及菲鹏数辉未来发展的坚定信念和对市场投资价值的深刻理解。
马老师精深的学识、对学术钻研的赤子之心,令人神往。相信不久的将来,菲鹏数辉定能在动态构象设计、大分子、小分子、适配体等领域取得更多突破,将核心技术应用于更广泛的领域,推动公司业务快速发展。
希望与菲鹏集团、菲鹏数辉保持紧密联系,共同见证其品牌建设的成就和市场推广的成效。感谢马老师的分享,期待菲鹏数辉精彩下一站。
关于菲鹏
菲鹏集团是一家全球领先的生命科学组织,专注于提供体外诊断、创新生物制药与治疗、智能数字诊疗等解决方案与服务。在体外诊断领域,菲鹏致力于为客户提供原料、开放仪器平台和试剂解决方案的一站式服务,现已发展成为行业领先的体外诊断上游平台企业。同时,菲鹏在制药和AI算法平台上不断创新,结合丰富的数据洞察,助力构建一个更加健康和美好的世界。
关于菲鹏数辉
菲鹏数辉是菲鹏集团旗下一家以高性能计算和人工智能为核心的创新型生物设计公司,致力于将人工智能与分子模拟技术相结合并广泛应用于大分子的设计与调控。作为行业领先的蛋白质动态构象专家,菲鹏数辉以全新的蛋白质动态构象模型 DeepConformer 及蛋白分子模拟双引擎的模式,推动生命科学前沿探索,实现了蛋白质动态构象预测的精准与高效。同时,公司在获取蛋白质分子的动态特征、探索蛋白质分子的活性位点和功能机制上具备行业领先的优势。
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