Biyoloji biliminin sınır araştırmalarında, yaşamın temel yapı taşı olan protein büyük önem taşımaktadır. Son zamanlarda, Şanghay Jiao Tong Üniversitesi'nin çığır açan bir başarısı yaygın ilgi gördü. Seçkin Profesör Hong Liang ve ekibi, proteinin diziden fonksiyona değişimini doğru bir şekilde tahmin edebilen, protein fonksiyonel tasarımının "yönlendirilmiş evrimini" gerçekleştirebilen ve geleneksel "samanlıkta iğne" protein araştırma yöntemini verimli ve doğru bir özel tasarıma dönüştürebilen yenilikçi bir araç olan Venüs adlı büyük bir protein tasarım modelini başarıyla başlattı.
Venüs modelinin uygulanması sadece teorik düzeyde değil, aynı zamanda onun tarafından tasarlanan birçok proteinin sanayileşme sürecidir. Örneğin, mükemmel aktiviteye, güçlü stabiliteye ve saf ürüne sahip bir PET parçalayıcı enzimin yanı sıra ultra hassas tespit ve teşhis için oldukça aktif bir alkalin fosfataz, Venüs modelinin başarılı uygulamasının örnekleridir. Bu protein ürünlerinin piyasaya sürülmesi, protein mühendisliği alanında devrim niteliğinde bir değişimin habercisidir.
Hongliang ekibinin bu yenilikçi başarısı, yapay zeka teknolojisinin protein tasarımı ve modifikasyonu ile derin entegrasyonundan yararlanıyor. Ekip, geleneksel yüzey organizmalarından aşırı ortam mikroorganizmalarına kadar geniş bir yelpazeyi kapsayan milyarlarca protein dizisi içeren dünyanın en büyük protein veri setini oluşturdu ve yüz milyonlarca dizi de işlevsel olarak etiketlendi. Bu büyük veri seti üzerinde eğitilen Venüs modeli, proteinlerin işlevini verimli ve doğru bir şekilde tahmin edebilir ve tasarlayabilir, protein üretim sürecini "yavaş deneme yanılma" dan "hassas tasarıma" dönüştürebilir.
Pratikte, Venüs modeli inanılmaz yetenekler göstermiştir. Hongliang'ın ekibi, tek alanlı antikorların alkali direncini değiştirmek için Venüs modelini kullanmak için Çin'de büyüme hormonu alanında lider bir şirket olan Kinsey Pharmaceutical ile işbirliği yaptı. Bir yıldan kısa bir sürede, sıradan tek alanlı antikorların alkali direnci 5000 kat arttı ve Kinsey Pharmaceutical için on milyonlarca yuan maliyet tasarrufu sağladı. Bu başarı, yalnızca 0 litrelik birden fazla partinin ölçek büyütme üretimini sağlamakla kalmadı, aynı zamanda Venüs modelinin endüstriyel uygulamadaki büyük potansiyelini işaret ederek, büyük ölçekte tasarlanan ve üretilen dünyanın ilk protein ürünü oldu.
Venus serisi modeller, in vitro diagnostik alanında da önemli atılımlara imza atmıştır. Ekip, moleküler aktivitesini önde gelen uluslararası şirketlerin ürünlerinden 200 kat daha yüksek hale getirmek için bir alkalin fosfatazı (ALP) başarıyla optimize etti. Bu başarı, aşırı duyarlılık tespitinin teşhisi için büyük önem taşımaktadır ve miyokard enfarktüsü ve Alzheimer hastalığı gibi hastalıkların erken teşhisi daha doğru ve verimli hale gelecektir. Şu anda, dönüştürülmüş ALP, 0 litrelik bir ölçekle ölçek büyütme üretim aşamasına girdi ve bu da Venüs serisi modelin endüstriyel dönüşümdeki başarısını işaret ediyor.
Hong Liang ekibi ayrıca, gerçek dünya uygulama senaryoları için protein mutasyonlarının ilk küçük örneklem veri seti olan VenusMutHub'ı da yayınladı. Ekip ayrıca protein fonksiyonu için sıfır örneklem tahmin değerlendirme standardı önerdi ve ilgili araştırma Journal of Pharmaceutical Sciences'da yayınlandı. Bu sonuçlar sadece protein tasarımı alanındaki veri kaynaklarını zenginleştirmekle kalmayıp, aynı zamanda gelecekteki araştırmalar için daha bilimsel ve doğru değerlendirme standartları sağlamaktadır.
Venüs modelinin ve VenusMutHub veri setinin piyasaya sürülmesiyle, Hongliang ekibi protein tasarımı ve mühendisliği alanında dikkate değer başarılar elde etti. Bu yenilikler sadece biyolojik bilimlerin gelişimini teşvik etmekle kalmıyor, aynı zamanda tıbbi sağlık ve çevre koruma alanlarına yeni umutlar ve fırsatlar getiriyor.