科學(xué)家首創(chuàng)蛋白質(zhì)動態(tài)結(jié)構(gòu)AI建模方法

中國科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了能夠刻畫蛋白質(zhì)構(gòu)象變化與親和力預(yù)測的AI模型——ProtMD。這是第一個(gè)嘗試解析蛋白質(zhì)動態(tài)構(gòu)象的人工智能方法，可輔助藥物化學(xué)專家更加精準(zhǔn)地篩選出高活性小分子，從而加速臨床前藥物研發(fā)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《尖端科學(xué)》（Advanced Science）期刊。

此前谷歌旗下公司的“阿爾法折疊2”能夠利用人工智能準(zhǔn)確預(yù)測蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)生物學(xué)、藥物設(shè)計(jì)乃至整個(gè)科學(xué)界都產(chǎn)生了巨大影響。但“阿爾法折疊2”只能預(yù)測蛋白質(zhì)在一個(gè)瞬間的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，尚未能解決蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)動態(tài)變化的預(yù)測。

科研團(tuán)隊(duì)此次開發(fā)的AI模型，給定藥物分子和靶點(diǎn)蛋白，可預(yù)測藥物分子與生物體內(nèi)靶點(diǎn)蛋白質(zhì)結(jié)合（柔性對接）后蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化過程，推斷藥物與靶標(biāo)蛋白結(jié)合的穩(wěn)定性，預(yù)測藥物功能，從而提升AI藥物設(shè)計(jì)的精度和效率。

團(tuán)隊(duì)首先從57651個(gè)人類蛋白結(jié)構(gòu)中選取具有代表性的數(shù)十個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行分子動力學(xué)模擬，獲取蛋白質(zhì)的空間運(yùn)動軌跡，建立蛋白質(zhì)動態(tài)構(gòu)象的模型。在預(yù)訓(xùn)練環(huán)節(jié)，研究團(tuán)隊(duì)要求模型能夠基于上一時(shí)刻的蛋白構(gòu)象預(yù)測下一時(shí)刻的蛋白構(gòu)象；同時(shí)訓(xùn)練模型對不同時(shí)刻蛋白質(zhì)順序的排序能力，使其能對時(shí)序被隨機(jī)打亂的蛋白質(zhì)構(gòu)象進(jìn)行排序。實(shí)驗(yàn)表明，這個(gè)AI模型在藥物-蛋白親和力預(yù)測任務(wù)上，輕量級版本表現(xiàn)已超過現(xiàn)有的最優(yōu)模型。

預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，對理解生命過程、研發(fā)新型藥物都有著重要意義。尤其在AI藥物設(shè)計(jì)中，通過對藥物分子與靶點(diǎn)蛋白結(jié)合后的動態(tài)結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行預(yù)測，評估藥物-靶點(diǎn)結(jié)合親和力和藥物效果，是提高AI藥物篩選準(zhǔn)確性和效能的重要思路。

SKA中頻天線結(jié)構(gòu)實(shí)物貢獻(xiàn)協(xié)議簽署儀式

中國簽署SKA中頻天線結(jié)構(gòu)實(shí)物貢獻(xiàn)協(xié)議

12月2日，中國科技部聯(lián)合平方公里陣列天文臺（SKAO）政府間國際組織，成功舉辦SKA中頻天線結(jié)構(gòu)實(shí)物貢獻(xiàn)協(xié)議線上簽署儀式。中頻天線結(jié)構(gòu)是SKA中頻陣列的核心設(shè)施，也是SKAO目前最大的單筆實(shí)物貢獻(xiàn)采購任務(wù)。

在中國科技部部長王志剛、SKAO理事會主席凱瑟琳·塞薩斯基、中國電子科技集團(tuán)有限公司（中國電科）董事長陳肇雄，以及中外同行代表的共同見證下，中國科技部國家遙感中心（SKA中國辦公室）主任趙靜代表中方與SKAO總干事菲利普·戴蒙德正式簽署SKA中頻天線結(jié)構(gòu)實(shí)物貢獻(xiàn)協(xié)議。

王志剛在簽約儀式上宣布SKA中頻天線結(jié)構(gòu)建設(shè)工作正式啟動并講話。他表示，中國見證了SKA近30年的發(fā)展歷程，中國科研團(tuán)隊(duì)自SKA建設(shè)準(zhǔn)備階段伊始，就積極參與SKA中頻天線工作包的核心技術(shù)研發(fā)工作。中方后續(xù)將一如既往地與SKAO及各參與方通力合作，為積極推進(jìn)SKA國際大科學(xué)工程的建設(shè)貢獻(xiàn)智慧和力量。

菲利普·戴蒙德報(bào)告SKA項(xiàng)目整體建設(shè)進(jìn)展并表示，中頻天線結(jié)構(gòu)是SKA望遠(yuǎn)鏡的重要組成部分，協(xié)議簽署標(biāo)志著SKA建設(shè)工作進(jìn)入新的提速期，極大推動SKA項(xiàng)目的進(jìn)展。

本次簽約活動由中國科技部國際合作司司長戴鋼和SKAO總干事辦公室主任西蒙·貝瑞聯(lián)合主持。趙靜報(bào)告了中國SKA工作進(jìn)展，SKAO副總干事約瑟夫·麥克穆林和中國電科第五十四研究所黨委書記徐小剛報(bào)告了SKA中頻天線結(jié)構(gòu)的最新進(jìn)展?？萍疾哭k公廳主任李桂華、資源配置與管理司副司長曹國英和國家遙感中心副主任劉志春等出席儀式。

《科技創(chuàng)新中心科技創(chuàng)新力指數(shù)2022》發(fā)布

12月1日，在四川成都舉辦的“第五屆科學(xué)計(jì)量與科技評價(jià)天府論壇”（簡稱“天府論壇”）上，中國科學(xué)院成都文獻(xiàn)情報(bào)中心首次發(fā)布了《科技創(chuàng)新中心科技創(chuàng)新力指數(shù)2022》報(bào)告。

報(bào)告以全球19個(gè)國家的32個(gè)科技創(chuàng)新中心為評價(jià)對象，構(gòu)建了包括科技創(chuàng)新資源、科技創(chuàng)新成果、科技創(chuàng)新環(huán)境和科技創(chuàng)新影響4個(gè)一級指標(biāo)、11個(gè)二級指標(biāo)和24個(gè)三級指標(biāo)的科技創(chuàng)新中心科技創(chuàng)新力評價(jià)指標(biāo)體系，對科技創(chuàng)新中心的創(chuàng)新發(fā)展基礎(chǔ)和能力現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)，綜合、客觀和動態(tài)地反映了科技創(chuàng)新中心科技創(chuàng)新力的特征和趨勢。

從科技創(chuàng)新中心的空間分布來看，全球科技創(chuàng)新中心主要聚集在北美和歐洲的發(fā)達(dá)國家，而亞洲科技創(chuàng)新中心的科技創(chuàng)新能力發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，排名前十的科技創(chuàng)新中心在數(shù)量上和排名上領(lǐng)先歐洲和美洲。從科技創(chuàng)新中心的梯隊(duì)分布來看，科技創(chuàng)新中心呈明顯的三級梯隊(duì)分布。其中，以東京為首的第一梯隊(duì)科技創(chuàng)新中心分值遠(yuǎn)高于其他科技創(chuàng)新中心，是目前全球領(lǐng)先的國際創(chuàng)新中心；第二、三梯隊(duì)差距不大，呈現(xiàn)出你追我趕的白熱化趨勢。我國科技創(chuàng)新中心在3個(gè)梯隊(duì)均有分布，各科技創(chuàng)新中心間科技創(chuàng)新能力存在差距。從科技創(chuàng)新中心的發(fā)展模式來看，我國科技創(chuàng)新中心與各自所在的同梯隊(duì)全球科技創(chuàng)新中心相比，具有顯著優(yōu)勢的指標(biāo)少；國內(nèi)城市仍須在科技創(chuàng)新人才、科技創(chuàng)新資本、科技創(chuàng)新平臺、經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境等方面進(jìn)一步發(fā)力。

目前，報(bào)告已由中國科學(xué)院成都文獻(xiàn)情報(bào)中心科學(xué)計(jì)量與科技評價(jià)研究中心（SERC）編寫完成。

首條量子芯片生產(chǎn)線有了“火眼金睛”

近日獲悉，我國量子計(jì)算機(jī)“悟空”即將面世，我國第一條量子芯片生產(chǎn)線正在緊鑼密鼓生產(chǎn)“悟空芯”。

為高質(zhì)量生產(chǎn)我國完全自主可控的量子芯片，研究人員在這條量子芯片生產(chǎn)線上采用了一雙“火眼金睛”——國內(nèi)首個(gè)專用于量子芯片生產(chǎn)的NDPT-100無損探針電學(xué)測量平臺，簡稱“無損探針臺”。這個(gè)平臺可實(shí)現(xiàn)量子比特電阻快速精準(zhǔn)測量，像孫悟空的“火眼金睛”一樣近乎零損傷地識別量子芯片的質(zhì)量優(yōu)劣，從而進(jìn)一步提高量子芯片良品率。

芯片生產(chǎn)線正在緊鑼密鼓生產(chǎn)“悟空芯”

據(jù)了解，這個(gè)無損探針臺最小測量范圍縮至微米級，探針造成的薄膜傷痕直徑最小在1微米以內(nèi)，測量過程不影響超導(dǎo)量子比特相干性能，具備高穩(wěn)定性和高運(yùn)動精度的優(yōu)勢，也適用于半導(dǎo)體芯片、半導(dǎo)體器件等精密電氣測試。就像光刻機(jī)是傳統(tǒng)芯片制造的工業(yè)母機(jī)，這臺儀器也是量子芯片的工業(yè)母機(jī)之一，是生產(chǎn)量子芯片的必要工具，可以大大縮短量子芯片的研發(fā)周期，進(jìn)一步提高量子芯片良品率。

我國實(shí)現(xiàn)植物藥可卡因的從頭生物合成

我國在植物藥可卡因的生物合成研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以封面文章形式發(fā)表在國際期刊《美國化學(xué)學(xué)會雜志》（Journal of the American Chemical Society）上。

托品烷生物堿是一類具有吡咯環(huán)和哌啶環(huán)駢合而成的托品烷基本骨架的生物堿，其代表性成員莨菪堿和可卡因具有悠久的藥用歷史，而且是目前仍在臨床上廣泛應(yīng)用的重要天然藥物，由于其不可替代性被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)為口腔和鼻腔外科手術(shù)的局麻藥。

中國科學(xué)家長期聚焦托品烷生物堿的生物合成研究，取得了一系列重要突破。2022年，綜合利用轉(zhuǎn)錄組分析、分子生物學(xué)及有機(jī)化學(xué)合成等手段，科學(xué)家又解決了長期遺留的可卡因托品烷骨架構(gòu)建的世紀(jì)難題，并在煙草中實(shí)現(xiàn)了可卡因合成路徑的從頭構(gòu)建。

在此基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步利用體外酶促實(shí)驗(yàn)表征了相關(guān)氧化酶和甲基轉(zhuǎn)移酶的底物手性選擇性，解決了可卡因生物合成路徑中如何從消旋的MPOA生成手性托品烷骨架的疑惑，最終利用氧化酶CYP81AN15和甲基轉(zhuǎn)移酶MT4，以及4個(gè)已鑒定的功能酶在煙草中組建最簡生物合成路徑，實(shí)現(xiàn)了可卡因的從頭合成，這標(biāo)志著一條接近完整的可卡因生物合成途徑已闡明。