全球首個生命科學領域綜合性大科學裝置開放十周年之際迎來全面升級

中國科學院上海高等研究院26日在滬舉辦的“國家蛋白質科學研究(上海)設施開放十周年學術論壇”傳出消息，面向“AI for Science”新時代，蛋白質設施正全面加速傳統實驗技術與AI技術的深度融合，打造支撐未來蛋白質科學發展的關鍵“底座”型科技基礎設施，打造從“結構認知”到“結構創造”的全新國家大科學設施新生態，夯實中國在生命科學與生物技術領域的全球競爭力。

論壇現場。　　國家蛋白質科學研究(上海)設施供圖

坐落在上海張江的國家蛋白質科學研究(上海)設施(簡稱“蛋白質設施”)，隸屬于中國科學院上海高等研究院。作為全球首個生命科學領域的綜合性大科學裝置，蛋白質設施現有九大技術系統，建立了從蛋白質樣品制備、結構解析到功能研究的完整技術體系。

截至2025年5月31日，蛋白質設施已經為107家企業提供技術支撐和服務。2024年全年產業用戶機時1670小時，產業用戶服務量逐年增加。

著眼于生命科學的長遠發展，蛋白質設施與上海科技大學iHuman研究所、免疫化學研究所聯合建設“中國蛋白質結構數據庫”(PDBc)，并于2022年正式加入國際蛋白質結構數據庫組織，成為全球第四個國家和地區成員。目前，中國產出的結構生物學新數據占到世界19%、亞洲65%，中國產出的實驗結構數據已實現近100%由PDBc審校注釋。

當前生命科學研究正處于從“靜態結構解析”邁向“動態功能建模”的關鍵轉型期，AI技術為結構生物學帶來范式性躍遷。應對新一輪科技革命的技術挑戰，蛋白質設施正系統布局蛋白質動態結構研究平臺建設，著力提升設施整合結構生物學平臺實時捕捉動態結構的時間分辨能力，同時引入AI驅動的模擬計算與構象預測技術，推進功能蛋白質動態結構的多尺度、多時間點計算模擬能力。

近期，蛋白質設施與上海思朗萬維計算技術有限公司共建“高性能蛋白質動態計算中心”，引入國產自主可控的高性能分子動力學模擬計算平臺，并與設施九大技術系統協同升級，形成“AI建模+實驗驗證+動態結構還原”的融合式研究新范式，支撐蛋白質動態機制解析、活性構象識別、靶點結構變構預測等復雜任務，為新藥發現與功能蛋白設計奠定數據基礎。

在合成生物學這一“AI+生物”最活躍的領域，蛋白質設施也正在積極布局智能蛋白質設計與制造平臺。結合生物分子結構數據庫、AI算法創新和自動化合成技術，設施將對PDBc數據庫與計算框架進行升級，并攜手企業，聯合打造全球首個高通量的“DNA-to-Protein蛋白質體外無細胞合成”智能制造裝置。該裝置集蛋白設計、功能預測、體外合成于一體，形成結構-功能-合成全流程，支持非天然蛋白設計、酶活性調控因子的構建、可控模塊化蛋白系統等前沿合成生物研究。

如今，蛋白質設施正以結構生物學為錨點，全面擁抱智能計算、機器學習與高性能模擬技術，推動結構測定與功能設計的深度融合。面向未來，蛋白質設施將聚焦蛋白質動態結構研究這一全球挑戰性方向，升級關鍵實驗系統，攜手高性能計算平臺共建“干濕結合”的動態研究生態，打造支撐新藥發現和功能分子設計的基礎能力。同時，面向人工智能時代的合成生物學新機遇，設施將推動“蛋白質數據庫”與“設計平臺智能化重構”，建設全球首個高通量蛋白質“智造”平臺。

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