2024年,诺贝尔化学奖授予了“蛋白质结构预测”领域的突破性进展，而背后最耀眼的“功臣”之一，正是人工智能（AI）——尤其是深度学习大模型在生物语言解码中的革命性应用，这一里程碑事件不仅印证了AI驱动生命科学进入“新纪元”，更将一个核心命题推向台前：如何利用大模型“读懂”生命的“语言”，并最终攻克疾病、优化生物制造等全球性挑战？带着这一疑问，我们专访了清华大学人工智能研究院副院长、清华大学生物医学工程系教授聂再清，深入探讨AI与大模型如何重塑蛋白质研究的未来，以及中国在这一前沿领域的机遇与担当。

从“AlphaFold时刻”到诺奖：AI为何能“破解”蛋白质结构？

皇冠信用盘开户官网 “蛋白质是生命的‘执行者’，其结构直接决定功能，但传统实验方法解析蛋白质结构耗时耗力，一个蛋白的结构解析往往需要数年甚至数十年。”聂再清教授开篇即点出蛋白质研究的核心痛点。

皇冠官网注册 2020年,DeepMind开发的AlphaFold2凭借惊人的预测精度，首次实现“秒级”预测蛋白质三维结构，被誉为“生物学领域的AlphaGo时刻”，而2024年诺奖的授予，更是将这一突破推向了科学之巅。“AlphaFold的成功并非偶然，它本质上是AI对生物语言的‘深度理解’。”聂再清解释，蛋白质的氨基酸序列是其“一级语言”，而三维结构则是“语法规则”——大模型通过学习海量已知蛋白质序列与结构的对应关系，就像人类通过学习语料掌握语言规律一样，最终实现了从“序列”到“结构”的精准翻译。

“但AlphaFold只是开始。”聂再清强调，蛋白质研究的终极目标不仅是“预测结构”，更是“理解功能、设计功能”，如何通过设计特定蛋白质靶向癌细胞？如何优化酶的催化效率以实现绿色制造？这些问题需要AI从“结构预测”走向“功能解码与设计”——这正是当前大模型研究的下一个“无人区”。 皇冠登2

生物语言的“双向奔赴”：大模型如何从“读懂”到“改写”？

聂再清团队长期致力于“生物医学大模型”的研发，其主导的“BioTransformer”等项目，正是围绕“生物语言”的“双向解码”展开。

“生物语言不仅包括蛋白质序列，还包括基因调控网络、细胞信号通路、药物分子相互作用等复杂系统。”聂再清指出，传统AI模型往往局限于单一任务（如仅预测结构），而大模型的优势在于“多任务融合”与“跨模态理解”。“就像ChatGPT能同时处理文本、翻译、问答一样，生物大模型可以整合基因组、转录组、蛋白质组等多维度数据，构建生命的‘全景图谱’，从而回答‘这个基因突变为何会导致疾病’‘这个药物靶点在哪里’等复杂问题。”

以蛋白质设计为例,传统“理性设计”依赖试错，效率极低；而基于大模型的“生成式AI”则能像“AI画家”一样，根据功能需求“绘制”出全新的蛋白质序列。“我们正在训练的大模型，可以输入‘需要一种能结合新冠病毒刺突蛋白且不易逃逸的抗体序列’，它就能生成数十万种候选结构，并通过虚拟筛选锁定最优解。”聂再清举例道，这将极大加速抗体药物、疫苗的研发进程。

“更重要的是，大模型正在实现从‘被动预测’到‘主动设计’的跨越。”他补充道，“我们或许可以通过AI直接设计出具有光合作用的人工蛋白质，甚至构建全新的生命体——这不仅是技术的突破，更是人类对生命认知的颠覆。”

中国力量：在AI蛋白质赛道如何“弯道超车”？

当全球AI蛋白质研究进入“百舸争流”的阶段，中国如何把握机遇？聂再清认为，核心在于“数据、算法、场景”的三位一体。

欧博注册登录 “数据是基础，中国拥有丰富的临床样本和生物资源，这是我们的优势。”他强调，需要建立高质量、标准化的生物数据库，并推动数据共享；“算法是引擎，要结合清华等高校在数学、计算机科学、生物学交叉领域的积累，开发更具‘生物可解释性’的大模型——不仅要知道‘是什么’，还要明白‘为什么’；场景是目标，要聚焦国家重大需求，如肿瘤治疗、传染病防控、农业育种等，让AI真正落地为生产力。”

聂再清团队正在推进的“AI驱动的个性化新药研发”项目，正是这一思路的实践。“以肿瘤免疫治疗为例，每个患者的突变谱不同，我们希望通过大模型分析其肿瘤抗原特征，设计个性化的肿瘤疫苗，实现‘一人一策’的精准治疗。”

他也呼吁加强跨学科人才培养。“AI蛋白质研究需要既懂计算机算法，又熟悉分子生物学的‘复合型人才’，清华正在推动‘AI+X’交叉学科建设，希望培养更多能‘用AI思维思考生物问题，用生物逻辑验证AI结果’的新一代科研力量。” www.mos033.com

未来已来：AI将如何重塑生命科学的“底层逻辑”？

展望未来,聂再清描绘了一幅激动人心的图景：“AI将成为生物学家的‘智能助手’，甚至‘合作伙伴’，科研人员只需提出问题，AI就能自动完成数据收集、模型预测、实验设计、结果分析的全流程，人类则更专注于提出科学假设、解读底层规律。”

欧博注册会员 但他也提醒,AI并非“万能钥匙”。“蛋白质是复杂的动态系统，其功能受环境、细胞状态等多种因素影响，目前大模型对动态过程的模拟仍有局限，AI设计的蛋白质需要实验验证，‘湿实验’与‘干实验’的结合永远不可替代。”

从AlphaFold到诺奖,从“预测”到“设计”，AI与大模型正在重新定义人类与生命对话的方式，正如聂再清所言：“生命的语言或许是宇宙中最复杂的密码，但AI给了我们一把‘金钥匙’，在这场探索中，中国不仅要‘跟跑’，更要‘并跑’、‘领跑’，用智慧与创新，解码更多生命的奥秘，为人类健康与可持续发展贡献中国方案。” 亚星官网333

这场由AI驱动的“生物语言革命”，才刚刚拉开序幕。