要做生命科学的“数据生产力平台”，上海这一“国之重器”交出十年成绩单

今日快讯 2025年07月28日 09:23 0 aa

时光倒退，2015年7月28日，全球首个生命科学领域综合性大科学装置——国家蛋白质科学研究（上海）设施开放运行。

十年来，该装置用户覆盖全国33个省级行政区，服务国内外2500余个课题组10万余人次，发表高水平研究论文4000余篇，中国一半的蛋白质结构研究出自这里。

“如果说过去十年蛋白质设施1.0版像一家‘综合型三甲医院’，为生命科学研究提供技术服务。未来，蛋白质设施2.0版将致力于成为生命科学的‘数据生产力平台’，实现生命科学数据的产生、保存和利用。”上周末，蛋白质设施主任吴家睿，在中国科学院上海高等研究院主办的“国家蛋白质科学研究（上海）设施开放十周年学术论坛”上说。

国家蛋白质科学研究（上海）设施开放十周年学术论坛

推动有国际影响力的科研成果产出

蛋白质设施隶属于中国科学院上海高等研究院，坐落在上海张江，现有九大技术系统，建立了从蛋白质样品制备、结构解析到功能研究的完整技术体系。

时间回到2006年，当时国际科学界已经测定的蛋白质结构超过37000种，而由我国科学家测定的蛋白质结构仅占其中的0.5%——背后的主要原因，是我国蛋白质科学研究的基础条件与国际先进水平仍有明显差距，仅以高场核磁谱仪为例，当时只有北京大学的1台800兆赫兹谱仪和香港科技大学的1台750兆赫兹谱仪。

蛋白质设施正是在这一背景下应运而生。2010年12月26日，蛋白质设施开工建设；2015年7月28日，通过国家验收正式开放运行。

新民晚报记者了解到，开放十年来，设施支撑完成科研课题超13400项，在原子空间尺度与毫秒时间尺度上深入解析蛋白质、核酸等关键生物大分子的结构与功能机制，在疾病机理解析、创新药物研发、合成生物设计等前沿应用领域取得了一系列重大研究成果，推动了多项原创性科研成果落地转化。

“蛋白质设施推动我国重大传染病防控领域取得若干重大原创成果，推动我国免疫治疗科学研究取得系列重大突破，推动我国植物学与农业应用基础研究取得多点突破，赋能我国蛋白质设计与合成生物学发展……”吴家睿如数家珍。

在世界蛋白质结构数据库版图点亮中国坐标

作为蛋白质科学研究“国之重器”，蛋白质设施始终致力于推动“利器”的升级与自主创新。

着眼于生命科学的长远发展，蛋白质设施与上海科技大学iHuman研究所、免疫化学研究所联合建设“中国蛋白质结构数据库”（PDBc），并于2022年正式加入国际蛋白质结构数据库组织，成为全球第四个国家和地区成员，在世界蛋白质结构数据库的版图上点亮了中国地标。目前中国蛋白质结构数据库注释审校的数据条目已覆盖我国本土投递蛋白质结构数据总量的95%。我国本土的蛋白质结构研究结果已经基本实现完全自主审校，并保持与国际数据库互联共享。

除了自主创新，蛋白质设施也以开放的姿态加强国际合作，比如，与美国赛默飞公司达成战略合作“蛋白质动态分析联合实验室”，共同提升冷冻电镜研究、蛋白质组学研究、临床样本队列研究和生物医药领域产业的发展；与德国布鲁克公司合作共建“生物核磁技术开发与用户服务中心”，在设备升级、技术创新、产品展示、用户培训和学术交流等方面开展深入合作。

蛋白质设施开放运行初期，将重点用户锚定为科研院所和高校，如今产业用户达到100余家。2024年产业用户机时为1670小时，并呈逐年增加趋势。就在不久前，“产业”和“临床研究”用户分委员，被扩充到了蛋白质设施原有的用户科技委员会。

加速传统实验技术与AI深度融合

面向人工智能时代的深度演进，科学研究正步入以数据驱动和模型预测为特征的“AI for Science”新时代。

“AI不仅成为工具，更正逐步演变为科学问题解决的核心驱动力。”吴家睿说，“蛋白质设施正全面加速传统实验技术与AI技术的深度融合，以智能化、自动化、体系化的技术升级路径，推动核心实验平台向更高通量、更高维度、更强融合的方向演进。”

据介绍，近期，蛋白质设施与上海思朗万维计算技术有限公司共建“高性能蛋白质动态计算中心”，引入国产自主可控的高性能分子动力学模拟计算平台，通过“AI建模+实验验证+动态结构还原”的融合式研究支撑蛋白质动态机制解析、活性构象识别、靶点结构变构预测等复杂任务，为新药发现与功能蛋白设计奠定数据基础。

而在合成生物学这一“AI+生物”最活跃的领域，蛋白质设施也正在积极布局智能蛋白质设计与制造平台。设施将对PDBc数据库与计算框架进行升级，并携手康码（上海）生物科技有限公司，联合打造全球首个高通量的“DNA-to-Protein蛋白质体外无细胞合成”智能制造装置。

下一个十年，蛋白质设施已然在路上了。

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