经过半年多赛程，2023上海国际计算生物学创新大赛的评选结果今天揭晓，在2024浦江创新论坛·计算生物学创新论坛上举行了颁奖典礼。上海科技大学GeminiMol团队获得一等奖，另一支上科大团队“冬旦之间”以及阿里云飞天实验室、南京邮电大学联合团队获得二等奖，天津天士力数智中药开发有限公司、南开大学联合团队以及山东大学、中国科学院微生物研究所联合团队获得三等奖。
一等奖、二等奖和三等奖的奖金分别为10万元、5万元和3万元，6—10名团队的优胜奖奖金为1万元。跻身前5名的上海团队将得到上海市“科技创新行动计划”计算生物学重点专项的立项支持。据介绍，以赛选项、以赛选人是财政科技立项的改革举措，通过举办上海国际计算生物学创新大赛，市科委遴选出多个高水平的AI药物发现团队。
上海科技大学GeminiMol团队获得2023上海国际计算生物学创新大赛一等奖。
创办大赛邀AI专家寻找化合物
计算生物学是一门利用计算机技术研究生物学的交叉学科，随着人工智能技术的兴起，这门学科近年来实现了跨越式发展。在新药发现领域，深度学习等人工智能技术正在发挥越来越大的作用，可通过“干实验”（计算生物学实验）筛选化合物，减少新药发现的时间和成本。将人工智能算法应用于这个领域，能快速地从几十万个化合物中筛选出潜在活性分子，为生物学“湿实验”的药物发现提供源头分子，有望大幅节省成本、提高效率，孕育出更多的新药。
为了遴选一批创新能力较强的AI药物发现团队，去年12月，上海市科委指导、市生物医药科技发展中心主办的首届上海国际计算生物学创新大赛·药物筛选AI算法“凌越”挑战赛启动。这项赛事以NMDA（N-甲基-D-天冬氨酸）离子通道为靶标，邀请全球5人以下团队和个人报名参赛，利用华为云提供的算力或自有算力发现小分子调节剂。
“对神经系统疾病而言，离子通道是仅次于G蛋白偶联受体的第二大成药靶点。”中国科学院上海分院副院长、中国科学院上海药物所研究员高召兵说，作为一类兴奋性离子型谷氨酸通道，NMDA参与大脑突触信号传递，具有调控学习记忆和神经系统发育等功能。其功能异常与抑郁症、阿尔茨海默病、精神分裂症等多种疾病密切相关。
大赛赛题以NMDA通道家族中尚未被充分研究的GluN1/GluN3A亚型为研究目标，希望通过参赛团队的创新方案和“湿实验”验证，获得高活性、高选择性的小分子调节剂。
上科大团队“冬旦之间”以及阿里云飞天实验室、南京邮电大学联合团队获得二等奖。
以实验数据为标准多轮挑选分子
上海市生物医药科技发展中心主任李积宗介绍，大赛吸引了342支团队共1329人报名，他们共提交了180份方案摘要、89个小分子化合物。经过第一轮评审，86支团队入围初赛，其中高校团队60支，约占70%；上海团队28支，约占30%。这些团队用计算生物学方法筛选出1023个分子，中国科学院上海药物所对它们进行了“湿实验”验证。
经过高通量测试，上海药物所发现223个分子具有活性，最终筛选出129个分子。在随后的初评环节，科研人员进一步检测了这些分子的活性，评选出10个团队提交的12个分子。进入复审环节后，上海药物所检测了12个分子的亚型选择性，即特异性，最终选出5个分子。今天，提交这5个分子的5支团队参加了决赛答辩，决出最终名次。
“大赛采取‘干湿结合’的方式，以实验数据为标准，确保了以赛选项的科学性、公正性。”李积宗说。
上科大两个研究生团队脱颖而出
在严格的多轮评审中，上海科技大学表现亮眼，GeminiMol和“冬旦之间”团队分获一等奖和二等奖。这两个团队均来自上科大研究员白芳课题组。白芳介绍，她一直从事计算机辅助药物设计方法开发与应用研究，近年来将人工智能算法引入，带领课题组开发出一系列AI驱动的药物设计新方法。这些算法已在白芳实验室网站免费开放，吸引了近20个国家的业内人士使用，一些方法的任务提交数高达12万以上，积极助力全球计算生物学发展。
正所谓厚积薄发，这位女科学家基于赛题任务的特点，指导研究生采用课题组开发的多种方法，分别设计了“纯AI算法”和“AI+物理模型”两种化合物筛选策略。“AI+物理模型”团队从赛题指定的约1800万个化合物中锁定12个分子，其中6个经“湿实验”验证有较强的药效活性。
白芳研究员带领团队在讨论候选分子。
“发现靶向离子通道的药物，是极具挑战性的课题，因为这类靶标具有结构复杂、动态行为和功能机制难以解析、实验先验数据匮乏等难点。”白芳告诉记者。面对挑战，她指导团队利用课题组开发的可表征化合物构象系综信息的AI模型Geminimol，巧妙地避开靶标结构，利用分子构象空间的隐含相似性进行化合物筛选，取得了良好效果。他们在一小时内，通过Geminimol完成了1800万个化合物的筛选评价，此后结合人工筛查，成功鉴定出候选苗头化合物。
得知获奖团队将得到上海市“科技创新行动计划”立项支持后，白芳说：“非常感谢市科委的支持！这对计算生物学科研人员、特别是青年科学家是极为重要的肯定，我们将加倍努力。”李积宗表示，举办上海国际计算生物学创新大赛的初衷，就是为了发现一批人才，特别是青年人才。本届大赛吸引了不少没有生物学背景的人工智能专家参与，为计算生物学人才遴选提供了更大的“人才库”。主办方欢迎获奖的外省市科研人员来上海创新创业，他们将获得项目孵化、投融资对接等一系列服务。
栏目主编：黄海华
来源：作者：俞陶然
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