“如果你认为AI进展放缓，那只是因为你对它关注不够。”2024年9月5日一大早，谷歌AI Studio产品总监Logan Kilpatrick在社交媒体上发了一条推文。
当天，谷歌DeepMind团队发布蛋白质AI天生模子，可为多种靶蛋白天生新的蛋白结合剂，帮助科学家更好地理解生物体系是如何运作的，节约研究时间，加快药物的计划研发等。
这是首个用于计划新型高强度蛋白质粘合剂（Protein Binder）的AI模子，也是谷歌从2017年起陆续推出AlphaFold系列生物学预测工具以来，在蛋白质布局预测之外为生物学界带来的又一个突破性的AI工具。
AlphaFold 1 在2018年第13届蛋白质布局预测技术关键评估（CASP）中得到最高分，一鸣惊人；AlphaFold 2 2020年在CASP上以高于90%的准确率，再次将其他选手远远甩在身后；2023年，Alphafold-latest进一步预测蛋白质布局的能力泛化到核酸、恣意小分子配体等其他的生物分子布局的预测上；2024年5月，AlphaFold 3可预测“几乎所有分子类型”的蛋白质复合物布局，并在预测药物相互作用上实现了前所未有的准确性。
这些工具，已经在科学界广泛利用开来。比如，2024年9月4日，《天然》（Nature）刊发英国MRC-格拉斯哥大学和澳大利亚悉尼大学科研团队成果，他们利用成功预测了黄病毒科数百种病毒的蛋白质布局，包罗导致登革热、寨卡病毒和丙型肝炎等疾病的病原体，揭示了病毒如何进入体内并在细胞中复制的关键进入机制，不仅为疫苗开发铺平了门路，还为应对当前Mpox等病毒的威胁和防范未来的大流行病等提供了基础。
AlphaFold可以帮助科研人员深入相识了蛋白质如何相互作用以发挥其功能，但无法创建新的蛋白质来直接操纵这些相互作用。科学家已经创造出成功结合目的分子的新型蛋白质，但这种蛋白质计划机器学习方法依然十分费力，仍需大量的实验测试。
AlphaProteo的训练数据，包罗全球布局生物学界科学家们多年积累的蛋白质数据库（PDB）中的蛋白质数据，以及AlphaFold中的1亿多个预测布局，从而相识分子之间结合的方式，只要给定目的分子布局和首选结合位置，就能天生在这些位置与目的分子结合的候选蛋白质。
具体来看，AlphaProteo可为多种靶蛋白天生新的蛋白结合剂，包罗与癌症和糖尿病并发症相关的VEGF-A（血管内皮生长因子A）。在团队测试的七种目的蛋白质上，AlphaProteo实现了更高的结合成功率，并且比现有方法进步了3-300倍的结合亲和力。
例如，病毒蛋白BHRF1这一特定靶标在湿实验室测试时，88%的候选分子都能成功结合。根据测试目的，AlphaProteo的结合强度比现有最佳计划方法平均高出10倍。
与其他计划方法相比，AlphaProteo针对七种目的蛋白的体外实验成功率更高 图片来源：谷歌DeepMind官方网站
蛋白质粘合剂能够起到阻断癌症靶点、阻断病毒感染、调节免疫反应的作用。AlphaProteo的性能表明，它可以大大缩短涉及广泛应用的蛋白质结合剂的初始实验所需时间，具有推动药物计划、疾病理解等方面进步的潜力。
实现强结合只是计划可能有效的蛋白质的第一步。DeepMind坦言，在未来研究和开发的过程中，还有更多的生物工程障碍有待克服。团队还将继续进步AlphaProteo算法的成功率和亲和力，扩大其可以解决的计划问题范围，并与机器学习、布局生物学、生物化学和其他学科的研究人员合作，开发出负责任且更全面的蛋白计划方案。
公司动态
01英特尔与日本AIST合建半导体研发中心
9月3日，英特尔与日本国立研究机构产业技术综合研究所(AIST)宣布，将在日本国内设立，该中心将耗资数亿美元，预计将在未来3至5年内投入运营，并将在日本研究机构中初次引进极紫外线(EUV)光刻设备，EUV是5纳米及以下规模的半导体制造的一项关键技术。英特尔将为研发中心提供如何利用EUV光刻技术制造芯片的专业知识，AIST将负责研发中心的运营。别的，日本还希望通过该研发中心与其他国家的研究机构合作，培养半导体行业人才。
02 信越化学推出制造氮化镓半导体的大型基板
9月3日，(Shin-Etsu Chemical)宣布开发出了用于制造氮化镓(GaN)半导体的大型基板，在面积与硅基板同等的环境下，生产效率可进步到两倍以上，可用于6G通信半导体以及数据中心利用的功率半导体等。
信越化学此前开发了以“QST基板”（利用氮化铝等材料的自主基板）为基础来制备氮化镓结晶的技术，与硅基板相比，可以制作出更薄、品质更高的氮化镓结晶。此次推出的300毫米（12英寸）口径QST基板，将基板面积提升至以往产品的约2.3倍，直接与传统半导体常用的硅基板面积持平，为氮化镓半导体的大规模生产铺平了门路。
OSTwafer 系列。图片来源：信越化学
点评：氮化镓以其高频通信能力和大功率控制能力，被视为推动未来通信技术和电力电子发展的关键材料。此前，高品质大型基板的制造难题限制了氮化镓技术的广泛应用，而信越化学通过自主研发的“QST基板”技术解决了这一难题，此次推出的大型基板，更有望彻底改变6G通信和数据中心等前沿技术的格局。（李一跞）
03 宝马与丰田合作开发氢燃料电池车
9月5日，宣布与丰田在氢燃料电池车（FCEV）领域开展全面合作，宝马计划于2028年开始销售首款量产型燃料电池车。根据双方协议，丰田将向宝马全面供应燃料电池车用储氢罐、通过氢与氧化学反应来产生电的燃料电池等新型氢相关核心零部件。下一阶段，双方将结合利用宝马在纯电动汽车技术领域研发的驱动体系等，共同开发相当于发动机车内燃机构的燃料电池车动力体系。
04 吉利未来出行星座一箭10星方式成功发射
9月6日2时30分，吉利未来出行星座的第三个轨道面在太原卫星发射中心通过一箭10星方式成功发射，10颗卫星顺利进入预定轨道。至此，吉利未来出行星座完成了3个轨道面的发射部署，在轨卫星达30颗，可实现24小时覆盖全球90%的区域，将正式为海外用户提供卫星通信服务。
吉利未来出行星座是一个全球低轨通信星座，由成立于2018年的商业航天企业浙江时空道宇有限公司（简称“时空道宇”）打造。星座项目自2019年启动计划，通过2022年、2024年共计3次发射，现在已完成一期（72颗卫星，实现全球实时数据通信）一半卫星的在轨部署。
点评：商业航天是全球竞逐的新兴产业方向，美国SpaceX的“星链”（Starlink）卫星星座，启动时间较早，星座规模、市场推广相对领先。眼下中国商业星座的建设也如火如荼，不仅有时空道宇，还有北京极光星通的“极光星座”、上海蓝箭鸿擎的“鸿鹄-3”、中国卫星网络集团主导的“GW星座”、垣信卫星运营的“千帆星座”、国电高科运营的“天启星座”、长光卫星的“吉林一号星座”、国星宇航运营的“星时代星座”等等。随着物联网、“5G+”以致6G等技术融合发展，卫星星座将在更多领域得到应用。（罗仙仙）
前沿进展
05 初次在实验室创造出可移植的人类造血干细胞
9月2日，《天然·生物技术》（Nature Biotechnology）刊发默多克儿童研究所 （MCRI）、美国加州大学洛杉矶分校等机构的研究人员合作的论文，。研究人员成功通过人类诱导多醒目细胞（iPSC），制造出了与人类胚胎中的造血干细胞十分相似的可移植造血干细胞——iPS细胞来源的造血干细胞（iHSC），这些干细胞可产生与人类胚胎中非常相似的红细胞、白细胞和血小板。
iPS 细胞的体外造血分化。图片来源：Nature Biotechnology
研究团队建立了一种诱导多醒目细胞（iPSC）分化的实验方案，天生了具有多谱系造血植入（MLE）能力的CD34+造血干细胞，即iHSC；该方案的关键要素包罗定义的培养基和对CD34+细胞的冷冻保存。研究团队将四个独立iPS细胞系分化的2000万个冷冻CD34+细胞通过静脉移植到免疫缺陷受体小鼠体内，在25%-50%的受体小鼠体内产生了多谱系造血骨髓植入。研究人员还计划在5年内进行，以测试在人体中利用这些造血干细胞的安全性。
06 Moderna猴痘mRNA疫苗更有效
2024年9月4日，《细胞》（cell）发布Moderna旗下抗猴痘病毒（MPXV）的mRNA候选疫苗的最新研究结果。该研究在非人灵长类动物中展开，与现在已获批的猴痘疫苗——改良型安卡拉牛痘病毒（MVA）疫苗——的结果进行比力，结果表现，与MVA相似，mRNA-1769对猴痘病毒的攻击产生了保护作用，并进一步减轻症状和病程；与MVA相比，mRNA-1769增强了控制病毒和减轻疾病。
mRNA-1769候选疫苗含有编码猴痘病毒表面四种蛋白质的mRNA分子，这四种蛋白质对于猴痘病毒的复制相当重要，并且在演化中高度守旧；个体在接种疫苗后会将mRNA转化为病毒蛋白，免疫体系便可以学会识别这些蛋白以对抗病毒。
点评：猴痘是一种人畜共患病毒，通过身体接触传播，典型症状包罗早期发烧、身体疼痛和头痛。世界卫生组织在2022年7月宣布猴痘构成突发公共卫生事件(PHEIC)，2024年8月14日再次宣布猴痘构成PHEIC，研发更安全、高效且易于生产的新型疫苗迫不及待。从上述研究结果可以看到，mRNA疫苗可减少病变和缩短疾病的持续时间，或将成为对抗猴痘的有力武器。（罗仙仙）
07 基因疗法恢复遗传性失明患者视力
9月7日，《柳叶刀》（The Lancet）公布了一项针对莱伯先天性黑矇（LCA）的基因疗法的1/2期试验治疗12个月后的疗效和安全性数据。该试验共有15名携带GUCY2D基因突变的LCA1患者参与，低、中、高剂量组分别经单次视网膜下注射不同剂量的。结果表现，患者在接受治疗第一个月内病情就得到明显的改善，且持续时间超过12个月；第12个月，接受高剂量治疗的患者，相比于未治疗眼，治疗眼的暗适应全视野刺激阈值改善了20.3 dB，即视力改善了100倍；此中两例患者视力改善超过40 dB，即视力改善了1万倍。
点评：LCA是一种早发的会导致视功能严重陵犯的遗传性视网膜疾病，会影响视网膜并导致婴儿期严重视力障碍或失明，现在已经发现27个LCA的致病基因，由GUCY2D基因突变导致的约占20%。该基因疗法ATSN-101通过腺相关病毒递送正常的GUCY2D基因，也是现在唯一一种针对LCA1的基因疗法，带来了改善稀有遗传病患者视力的新希望。（罗仙仙）
中国与世界
08 美国对量子计算等实施新的出口管制
9月5 日，（BIS）发布一项临时最终规则（IFR），对量子计算项目、先进的半导体制造设备、全环绕栅极场效应晶体管 (GAAFET) 技术以及增材制造工具等先进技术实施出口管制。美国BIS副部长艾伦·埃斯特维兹（Alan Estevez）表示，“调整对量子和其他先进技术的控制，使我们的对手更难以威胁团体安全的方式开发和部署这些技术。”同时，BIS对该规则开展60天的意见征集。
点评：上述新规实行后，不管全球任何地方，出口、再出口或国内转移上述相关先进技术都必要BIS的许可证，这一举措或将对全球科技产业的供应链和合作模式产生深远影响。如何平衡技术安全与技术交流，成为各国政府和企业绕不过去的发展问题。（罗仙仙）
09 中子科学对美国工业的影响报告发布
9月5日，美国非营利研究机构RTI Internationa发布《》报告，重点量化美政府对美国国家标准与技术研究所（NIST）中子研究中心 (NCNR)、橡树岭国家实验室(ORNL) 高通量同位素反应堆和ORNL散裂中子源这三个中子散射设施的投资所带来的经济影响。根据 RTI 得到的专家证词，守旧估计，若将中子散射选定案例研究的技术开发速度加快两年，估计回报率为2.67。即，在这些设施上每投资1美元，就能为美国经济带来 2.67 美元的回报，而这仅仅是中子研究影响的数十种技术和产品中的四种。报告发起，组建一个联邦领导工作组，为美国中子散射设施制定一项为期十年的计划，为现有的三个设施维持充足的资金，并建造新的设施以增强其容量。该研究受到美国NIST的资助。
点评：中子是亚原子粒子，可以比X射线和其他物质探针更深入地穿透材料，在材料科学、物理学、生命科学等研究领域十分重要。该研究报告量化了中子基础研究设施投资对美国工业的影响，当前中国多地正在建设多个大科学装置，如何客观评估它们对国民经济的影响、加快技术开发，也是一个值得关注的话题。（李一跞）
责编 黄金萍
来源：https://view.inews.qq.com/k/20240909A081JE00
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