“学生不仅要站着开会，为了能跟上诸位特邀嘉宾的报告进度，更是直接坐在地上记笔记，就连会场放水的桌子上都坐满了‘杰青’。”
这就是前不久在广州召开的第11届全国生物信息学与系统生物学大会（下称“全国生信大会”）的现场。
本届大会由中国生物信息学会（筹）主办，广东省生物信息学会及中山大学承办，主题为《生物信息学与系统生物学及其应用的最新前沿研究》，共设3个特邀主会场和16个分会场，参会人数达1600多人，创造历史新高。
实际上，如今的全国生信大会已经走过二十五载岁月，已成功举办十届，但每届会议都无一例外地吸引到各地生信专家和学者。不少人交口称赞，“这一大会已发展为中国生信领域学术水平最高、影响最大的全国盛会，是当之无愧的品牌会议。”
孙之荣教授
谈起本届大会的盛况，大会主席孙之荣教授颇有感慨，“举办一场生信会议的念头由来已久，大概要追溯到1998年之前。早期小范围办会只取了一个“华北地区生物信息学研究会”的名字，清北、中科院、天津、内蒙古多地教授予以支持。新世纪后生信大会因为非典原因停办六年，后来有了各地高校教授的帮助，会议愈发成熟，成了一个大团队，感谢同道的帮助。”
老中青学者齐聚，“全员出动”成为一道风景线
事实上，本届会议原定于去年10月，因疫情爆发两次延后，直到今年年初管控放开，各地高校教授的的参会热情已经非常高涨。
作为组织者和参会者之一，本届大会执行秘书长为中山大学数学学院的张家军教授。他表示，“这会更加考验团队凝聚力和执行力问题。从决定举办并确定日期算起，留给我们的实际筹备时间仅有3个月，而往届会议会有一年的筹备时间。”
在人手有限、疫情干扰以及时间压缩的情况下，本届大会在会议嘉宾和内容以及节奏的把控上，都获得了极高的评价。
张家军教授（居中）与本届大会志愿学生
其一，分会场覆盖面更广，农林畜牧等学科人才面孔增多，一线医生参会热情高涨。
该届大会覆盖了基因组学信息学、转化信息学与数据安全、生物医学数据挖掘与计算、人工智能与生命科学、非编码RNA与RNA信息学、重大疾病组学信息学、生物信息学算法研究、农林信息学、生物分子结构预测与模拟、网络生物学、多组学与整合生物学、计算合成生物学等生物信息学与系统生物学的多个前沿方向，共3个特邀主会场和16个分会场。
张家军教授表示，“诸如各地农林畜牧方向高校、研究所学者积极应邀。此外，大会还专设了重大疾病组学信息学分会，来自各地附属医院、医学研究所、高校医学院的一线医生都赶到了现场。”
而这也意味着，随着科学研究深入发展，组学研究才是最大化研究价值的出路。
墙报展区
其二，老中青学者齐聚，“全员出动”成为一道风景线。
本届大会聚集了来自全国各地1600多名专家、学者和行业从业者，覆盖了生命科学、物理学、信息学、医学等学科，包括南方医科大学侯凡凡院士、北京大学汤超院士、北京大学张泽民教授、哈佛大学刘小乐教授（线上）、中科大刘海燕教授、中科院生化所陈洛南、清华大学张强锋等7位学者，从各自的研究方向出发进行了40分钟的特邀报告。
侯凡凡、汤超、张泽民、刘小乐、刘海燕、陈洛南、张强锋
孙之荣教授表示，本届大会也在主会场专设了国家杰出青年学者的25分钟报告环节。
如，山东大学数学与交叉科学研究中心杨建益、清华自动化系汪小我、北京北京国际数学研究中心张磊、上海交通大学数学科学学院周栋焯、中南大学计算机学院李敏、复旦大学类脑人工智能科学与技术研究院赵兴明、中山大学生命科学学院杨建华、北大公共卫生学院葛颢、中山大学数学学院张家军等9位学者。
值得一提的是，小编在会场观察到，不少教授携实验室学生全体出动。
浙江工业大学信息工程学院的张贵军教授表示，“尽管是第三次参会，但这次参会人数最多，师生十人同行。”
华中农业大学信息学院则直接是由院长张红雨、副院长李国亮带队，龚静、牛晓辉、全源、周强伟、王云龙、朱志贤、王振吉等多名师生参加会议。据该学院相关负责人介绍，“这次会议对促进与同行和行业从业者的交流和合作建立了可能。”
张贵军教授（中间戴胸牌）与实验室学生
其三，热闹的不止于大会参会人员，本次大会的展商区也云集了十多家相关公司。
如，位列“明星展位”的中科曙光、火山引擎、亚马逊科技，以及“标准展位”的毅硕科技、深圳国家基因库、曼迪匹艾（北京）、万乘科技、上海序祯达生物、安诺优达、北京并行科技、深圳华大智造。
据其中一家展商介绍，“线下参展的好处是，能直观感受到产学研各界的热情，不再是一头热一头冷。现在我们最大的挑战是时不我待，只争朝夕。”
这句话也诠释了如今的生信大会正在从“小而美”走向“大而强”。而在这场变革中，小到前沿学科建设、中端技术转化、后端产业承载，都在尝试作出最有力的回应。
蛋白质预测&设计成为主看点，功能性蛋白质设计仍是技术难题
本届大会如此火爆，很大程度上证明了生命科学产业风云变幻，机遇丛生。
正如全国人大常委会副委员长陈竺在贺信中所言，“当前新一轮科技革命和产业革命加速发展，生命科学创新突破方兴未艾，生物产业与信息产业深度融合，对全球生命健康事业发展和世界经济复苏具有十分重大的意义。”
其中，考虑到技术转化的难易程度，蛋白质预测与设计成为本届会议的两大看点，山东大学杨建益教授、中科大刘海燕教授的两场报告广受关注。
杨建益教授
山东大学数学与交叉科学研究中心的杨建益教授，以《AI在蛋白质结构预测中的应用》为题进行报告。
据悉，杨建益教授研究方向包括蛋白质结构与功能预测、RNA结构预测等，并与密歇根是大学张阳、华盛顿大学David Baker等学者合作，成功开发I-TASSER 和trRosetta等著名结构预测算法。在去年的CASP15比赛中，杨建益教授带队获蛋白质单体结构预测组第一名。
会上，杨建益教授首先详细介绍了蛋白质结构预测的基本原理与应用。
他表示，蛋白质结构预测的目标是从蛋白质的氨基酸序列出发，通过算法设计和开发，构建准确的三维结构模型。随着深度学习的发展，如今蛋白质结构预测方法主要分为三种：基于模版的同源建模、基于蛋白质分子电子结构的第一性原理的从头预测、基于深度学习的蛋白质结构预测。
而后者又可以分为两部分，其一是从二维图到三维结构的“两步走”法，代表性方法有AlphaFold1（DeepMind）、trRosetta（杨建益）、ProFold（卜东波）、RaptorX（许锦波）；其二从神经网络到三维结构的端到端预测方法，涵盖AlphaFold2（DeepMind）、RoseTTAFold（David Baker）。
随后，杨建益教授结合CASP15的比赛表现，进一步介绍了两种方法的融合方式。
他表示，trRosetta的方法主要包括两部分，一是通过深度学习算法预测蛋白质残基间的几何信息、二是把这些信息转化为Rosetta的能量项，通过能量最小化方法快速从头预测蛋白质结构。而参赛的trRosettaX2，是在以前trRosettaX的基础上，改进了氨基酸距离和角度的预测，并用trRosetta的能量函数进行折叠。而对于trRosetta预测不好的结构，则直接使用了AlphaFold2的预测结果。
刘海燕教授
此外，在本次会议中，刘海燕教授以《基于AI的蛋白质从头设计》为题进行了特邀报告。
刘海燕教授于1990年毕业于中科大生物系，1996年1月获中科大博士学位。1998年11月-2000年11月先后在美国杜克大学化学系、北卡罗来纳大学生物化学与生物物理系作访问研究。2001年起在中国科学技术大学生命科学学院担任教授，博士生导师。主要研究方向为蛋白质设计、蛋白质分子动力学模拟方法及应用，在相关领域发表学术论文90余篇。
近年来，刘海燕教授主要开展数据驱动蛋白质设计方法研究，提出并实验验证了统计能量模型SCUBA和ABACUS，可分别用于主链结构和氨基酸序列的从头设计。
会上，他详细介绍了以上两种模型。他表示，近年来，国际上蛋白质从头设计的代表性工作主要采用RosettaDesign——使用天然结构片段作为构建模块来拼接产生人工结构。然而，这种方法存在设计结果单一、对主链结构细节过于敏感等不足，显著限制了设计主链结构的多样性和可变性。
因此，刘海燕教授，陈泉副教授及团队，基于数据驱动原理，开辟出一条全新的蛋白质从头设计路线，在蛋白质设计这一前沿科技领域实现了关键核心技术的原始创新，为工业酶、生物材料、生物医药蛋白等功能蛋白的设计奠定了坚实的基础。
据悉，该团队首先建立了给定主链结构设计氨基酸序列的ABACUS模型，进而发展了能在氨基酸序列待定时从头设计全新主链结构的SCUBA模型。理论计算和实验证明，用SCUBA设计主链结构，能够突破只能用天然片段来拼接产生新主链结构的限制，从而显著扩展从头设计蛋白的结构多样性，甚至设计出不同于已知天然蛋白的新颖结构。
刘海燕教授表示：“SCUBA模型+ABACUS模型，构成了能够从头设计具有全新结构和序列的人工蛋白完整工具链，是RosettaDesign之外目前唯一经充分实验验证的蛋白质从头设计方法，并与之互为补充。”
值得注意的是，相关成果已于2022年2月10日发表于《Nature》，目前论文展示了9种从头设计的蛋白质分子的高分辨晶体结构，其中5种蛋白质具有不同于已知天然蛋白的新颖结构。
但从另一方面而言，尽管上述两项技术研发已经有了明显的进展，但生信学者还需要着眼于未来。
“预测和设计的技术实现是一回事，但设计出适合下游工业生产的特定功能蛋白，又是一回事。”张贵军教授分两方面指出，
“就预测而言，最大的问题是无法做到冷冻电镜一样的动态预测，AI模型拟合出来的是静态的蛋白质结构；就设计而言，脱离实验室条件，人工设计的蛋白质安全性、稳定性、耐药性如何都不得而知，而能否适合工业生产又有很多不确定性。”
龚新奇教授进一步补充道，“可以理解为，高校学者和业界学者，对于技术转化的周期估计并不相同，业界认为转化成果将很快出现。”
他举了两个例子，比如，西湖欧米创始人郭天南教授，与医院合作研究新冠病毒感染者多器官的蛋白组表达差异，将推动药物和治疗方法等产品转化；清华丘成桐教授也与北京政府合作，在雁栖湖建立应用数学研究院，希望招聘300个世界最好的数学家，专门做“AI+生物医学”的事情。此前丘成桐建立的清华三亚国际数学论坛，目前也在向生物育种领域靠拢。
周耀旗教授形容道，“数学家也想要做技术转化，看来生命科学是块‘大油田’。”
周耀旗教授、龚新奇教授
总体来看，作为一门交叉学科，生信整合数学、物理、计算机等理工学科，以及生命科学、医学、药学等医农学科。但直到今天，生信的学科价值愈发体现在转化应用。
换句话说，当数学家、生信学者以及各行各业都在考虑技术转化时，或许生命科学的帷幕才被徐徐拉开。
这些年来，全国生信大会在各地高校留下根基，先后在哈尔滨医科大学、东南大学、电子科技大学、澳门大学、同济与复旦、四川大学举办。时至今日，大会主席孙之荣仍能清晰记得每届承办单位的主要负责人：
华中科技大学肖翌、浙江大学钟伯雄，陈铭、哈尔滨医科大学李霞、东南大学孙啸、成都电子科技大学郭锋彪，黄健、澳门大学张晓华、上海同济大学张勇，复旦大学赵兴明，田卫东、四川大学沈百荣、以及本届会议负责人，中山大学周天寿，张家军。
最后，孙之荣教授对所有生信同道作出寄语，“在各位同行的努力下，生物信息学在中国蓬勃发展，已经产生了大量重要研究成果，其在生物医药等研究领域的引领作用日益凸显；生物信息学的发展前景非常好，希望领域内的研究人员能够不断创新，坚持初心，传承精神。我们也要更加紧密团结在中国生物信息学学会（筹）的旗帜下，为祖国的强盛和人民的幸福做贡献。”
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