分享 | AI+合成生物学领域2024年成果综述

2024-12-18 09:00   湖北  

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产业化应用成果显著

首个 AI 合成生物产品落地常州12 月 5 日,常州峪兰生物科技有限公司开业,其食品用发酵有机酸产业化项目正式投产,阿魏酸香兰素成为全国首个通过 AI 设计并实现产业化落地的产品,运用自主知识产权的 AI 生物合成技术,优化了香兰素生物合成路径,实现当年签约、当年投产,推动了 AI 技术与合成生物学在产业化应用中的深度融合
AI 蛋白质设计技术助力生物制造分子之心的 AI 蛋白质设计技术取得重要进展,其自研的 NewOrigin 大模型和 MoleculeOS 平台,可快速定制具有特定功能的蛋白质,并与凯赛生物合作,联合优化关键蛋白,使菌种产率大幅提高,加速了生物制造全流程的智能化发展。

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学术研究与竞赛成果丰硕

国际基因工程机器大赛获奖:南京大学的两支参赛团队在 iGEM 大赛中双双荣获金奖,其中 NJU-China 团队获 2024 年大赛金牌和最佳软件与人工智能项目单项奖,创建了 Prometheus 语言模型,可促进合成生物学的多个环节;Nanjing-China 团队构建了人 - 植物 - 微生物共生系统,为空间生命保障系统提供了新可能,展现了 AI 在合成生物学领域的创新应用和人才培养成果

前沿学术研究不断推进:2024 年出现了诸多关于 AI + 合成生物学的前沿研究成果和综述文章。如《The whack-a-mole governance challenge for AI-enabled synthetic biology: literature review and emerging frameworks》,探讨了 AI 赋能合成生物学带来的机遇与风险,以及相应的治理框架和政策建议。

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技术创新与平台建设

AI 大模型与算法的创新应用:天鹜科技的 AI 蛋白质设计通用大模型 AccelProtein™,解决了传统蛋白质设计中的诸多问题,实现了蛋白质的定向进化和多指标优化,在生物药与合成生物学领域有广泛应用
合成生物智能计算公共服务平台发布:7 月 17 日,北化常州合成生物智能计算公共服务平台发布,为合成生物学研究提供了重要的技术支撑和资源共享平台,有助于推动该领域的技术创新和产业发展

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行业交流与合作加强

2024 上海生物技术与人工智能前沿论坛召开:8 月 8 日举办的该论坛,聚焦合成生物产业化与人工智能落地应用,汇聚了学术界和企业界的专家,共同探讨 AI 在合成生物学的前沿技术应用、市场趋势与实践经验,促进了行业内的交流与合作
企业间合作不断深化:分子之心与凯赛生物等企业间的合作不断深化,融合双方优势 AI 和生物技术,共同推进 AI 技术在生物制造全流程的应用探索,加速了技术创新和产业升级

风险治理研究初现

随着 AI 在合成生物学领域的深度融合,其潜在风险也引发关注。相关研究指出 AI 赋能的合成生物学在扩大生物工程规模的同时,可能带来生物风险和两用性问题,需要建立有效的预警系统和治理框架,以平衡创新与安全。

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以下是一些关于 AI+合成生物学的前沿研究综述文章:

  • 《The whack-a-mole governance challenge for AI-enabled synthetic biology: literature review and emerging frameworks》:于 2024 年 2 月 1 日发表在 arxiv 上。该文章探讨了 AI 赋能合成生物学带来的机遇与风险,以及相应的治理框架和政策建议。

  • 《AI + 实验室自动化,驱动千亿合成生物产业跨步发展 ——ACCSI2024 访山东大学方诩教授》:介绍了 AI 在合成生物学产业化中的应用,如加速研发进程、提高研发效率等,以人乳寡糖的生物合成技术为例,展示了 AI 与合成生物学结合的优势。

  • 《将合成生物学与 AI 相结合,以无细胞方式寻找新抗生素》:阐述了利用深度学习和无细胞蛋白质合成管线,快速生产和筛选抗菌肽的研究,为新型抗菌药物的开发提供了新途径。

  • 《深度 | 为什么说想了解 AI + 合成生物学,必须先搞懂蛋白质》:说明了蛋白质结构预测对 AI + 合成生物学的重要性,以及 AlphaFold2 等 AI 技术在蛋白质结构预测和从头设计蛋白质方面的突破,推动了合成生物学的发展。

  • 《AI in Synthetic Biology: A Comprehensive Survey on Machine Learning Applications》:对机器学习在合成生物学中的应用进行了全面综述,涵盖了从基因调控网络预测、代谢途径设计到蛋白质工程等多个领域,展示了 AI 如何助力合成生物学的研究和发展 。

  • 《The Promising Future of AI in Synthetic Biology》:讨论了 AI 在合成生物学中的应用前景,如加速 DNA 序列设计、分析数据等,同时也强调了需要关注该技术的潜在风险,并建立相应的监管框架。

  • 《Cell-free biosynthesis combined with deep learning accelerates de novo-development of antimicrobial peptides》:介绍了将深度学习与无细胞蛋白质合成相结合,用于快速开发新型抗菌肽的研究成果,为 AI 在生物活性肽发现和设计中的应用提供了实例。

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