2025年10月30日，北京大学化学与分子工程学院博雅特聘教授，北大清华—生命联合中心高级研究员，北京大学前沿交叉学科研究院院长王初做客“才斋讲堂”，带来题为“AI赋能的化学生物学”的学术讲座。讲座围绕人工智能在化学生物学中的应用展开，深入探讨AI如何推动蛋白质研究和分子创制，为生命科学研究开辟新路径。

　　讲座伊始，王初教授简要介绍化学与分子工程学院和前沿交叉学科研究院的发展概况，并以生动的案例回顾化学生物学的学科源流。他指出，化学生物学是化学与生命科学在分子水平深度交叉所形成的一门新兴学科，其核心在于运用化学原理与工具揭示生命现象背后的化学本质。通过对核酸、蛋白质、糖类等生物大分子的工具开发和识别调控，化学生物学研究得以帮助深入解析生命活动的分子机制，也为疾病机理和药物研发提供新的思路。

　　王初教授主讲才斋讲堂第276讲

　　王初教授在本次讲座中首先讲解人工智能在蛋白质结构预测中的革命性作用。他以近年来轰动科学界的DeepMind公司开发的“AlphaFold”蛋白质结构预测工具为例，讲述了AI如何在短短数年间改变蛋白质研究的格局。过去，解析一个蛋白质的三维结构往往需要经过多年的实验、昂贵仪器和复杂计算，而AlphaFold通过深度学习模型，利用现有数据库中已知蛋白质结构进行训练，仅凭氨基酸序列便能预测出高精度的三维结构，其准确率可与实验结果媲美。这一突破不仅显著提高科学家研究的效率，也被认为是结构生物学的又一次革命。

　　王初教授形象地指出人工智能不是简单地替代实验，而是重新定义了科学发现的方式。他回顾这一领域的发展历程，从早期的计算预测到深度学习模型的出现，科学家们经历了无数次失败与迭代，而人工智能的引入使得从序列到结构的预测成为现实，也使得蛋白质科学进入真正的算法时代。

　　随后，王初教授把内容进一步拓展到人工智能赋能蛋白质设计的前沿研究。他介绍，传统科学家依靠自然界已有的蛋白质结构进行研究和改造。如今，人工智能已经能够反向设计自然界中不存在的新型蛋白质，实现从理解自然到创造自然的跨越。以2024年诺贝尔化学奖得主David Baker团队为代表的研究工作，将人工智能算法应用于全新蛋白质设计，实现对结构与功能的精确控制。这些人工设计的蛋白质具备极高的稳定性和特定的功能，在新药研发、抗病毒蛋白设计以及新型生物材料开发等领域展现出巨大潜力。在疫情期间，人工智能蛋白质设计技术甚至被用于研发阻断病毒感染的人工受体，为全球防疫工作提供新的思路。

讲座现场

　　王初教授指出，人工智能不仅可以预测分子结构，更能想象新的分子形式。随着深度生成模型和扩散模型等算法的加入，科学家能够在虚拟空间中模拟分析构象演化过程，实现从概念到可验证结构的快速跃迁。

　　在讲座的尾声，王初教授展示了自己团队在AI赋能化学生物学方面的最新成果，分享如何利用深度学习模型识别蛋白质与金属离子的结合位点，通过AI算法发现蛋白质活性调控位点并指导实验验证，为相关生命科学研究提供新的工具和视角。现场同学就AI模型的可解释性、跨学科合作模式等问题进行交流。讲座在热烈掌声中圆满结束。

  撰稿：陈紫琛

  摄影：李姗铭