澳大利亚团队用 AI 设计全新蛋白质：能精准杀灭耐药大肠杆菌

抗生素滥用导致的超级细菌，一直是现代医学最头疼的麻烦之一。面对那些刀枪不入的耐药大肠杆菌，传统药物研发往往要在实验室里耗费数年甚至数十年，不断筛选和改造自然界已有的蛋白质。

来自澳大利亚的科研团队换了一条路。他们利用 AI 算法在极短时间内从零设计出全新的生物蛋白，成功杀死了具有抗药性的大肠杆菌。

这项成果发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上，标志着澳大利亚科学家首次利用 AI 生成了可直接投入使用的杀菌蛋白质。

从自然搬运工，变成蛋白质造物主

这项研究由墨尔本大学 Bio21 研究所的 Rhys Grinter 博士，以及莫纳什大学生物医药发现研究所的 Gavin Knott 副教授联合带头。核心实验主要由博士生 Daniel Fox 完成。

以往针对癌症或感染性疾病的蛋白质疗法，大多是从自然界现有的蛋白质出发，再通过人工理性设计或者体外进化来改造。这种方法周期极其漫长，而且受限于自然界已有的结构框架。

研究团队借助深度学习，直接跳过了大自然演化的漫长过程。算法可以针对致病大肠杆菌掠夺人体血红素的特定靶点，在几秒钟内完成从头设计（de novo design），直接生成能够精准结合并阻断其生路的新蛋白质。

除了用来杀菌，这类定制蛋白还可以根据需要设计成抑制剂、激动剂、疫苗载体、纳米材料甚至微型生物传感器。

站在开源巨人的肩膀上

值得一提的是，这个团队并没有完全关起门来重新发明轮子。他们的 AI 蛋白质设计平台深度参考了去年诺贝尔化学奖得主 David Baker 的研究成果，并整合了业内公开的开源工具。

在设计流程中，他们吸纳了包括 Bindcraft 和 Chai 在内的开源 AI 蛋白设计软件，再结合团队自研的工具，打通了从结构预测、序列生成到湿实验验证的完整闭环。

莫纳什生物医药发现研究所所长 John Carroll 指出，这一平台的建立让澳大利亚在 AI 蛋白质设计上迅速跟上了步伐，加入了美、中等国能够高通量生成可用蛋白质的梯队。

团队由结构生物学家和计算机科学家共同组成，这种跨学科搭配让他们能够敏锐地跟进全球最新的 AI 模型，并迅速把虚拟代码转化为实验室里的真实分子。

为什么重要

抗生素耐药性危机日益严峻，如果继续依赖传统的新药筛选路径，研发速度根本追不上细菌变异的脚步。这套从头设计的方法让我们看到，针对特定耐药靶点快速生成候选药物已经成为现实。

对医药研发团队来说，这套方案最大的价值在于平民化与高效率。研究团队明确强调了开源工具的重要性，这意味着中小实验室和高校不再需要跨国药企那样庞大的筛选流水线，凭借开源模型和自研微调也能切入前沿药物设计。

我们认为，该团队最聪明的地方在于务实。他们没有从底层重写大模型，而是站在 David Baker 等前人验证过的技术路线之上，灵活拼接 Bindcraft 和 Chai 等尖端开源模块，把精力集中在解决耐药大肠杆菌这个具体且紧迫的生物学痛点上。

不过隐患依然存在。AI 在计算机里生成的蛋白质再完美，最终走向临床依然要面临极高的门槛。体外能杀死大肠杆菌，并不等于在复杂的活体内不会引发免疫排斥或毒副作用。从实验室的可用蛋白到真正获批上市的药物，依然有一条漫长的安全验证之路要走。