当AI技术助力于交叉学科研究,各领域的科技创新会碰撞出什么样的火花?当AI技术应用于农业科技领域,又有哪些意想不到的用武之地?近日,记者来到了位于北京市海淀区的北京中关村学院,一窥该学院致力相关研究的创新结果。北京中关村学院是全新的高等教育科研机构,专注于人工智能与交叉学科领域的教育教学与科研创新。该学院整合多元创新资源,与31所高校共建,吸引来自不同领域的高校学生,开展前瞻性科学探索,推动关键技术攻关及垂直应用拓展。
近年来,基因编辑已经成为生命科学和人类医学领域的一项革命性技术,为解析复杂的生物过程,并在农作物新品种研发等诸多领域发挥着重要作用。在展台前,记者的目光被一个基因编辑酶技术项目吸引。这是该学院目前开展的“AI+干湿闭环助力发现高效基因编辑酶”的研究。
在生物科学领域,“干实验”和“湿实验”是两个常见的概念。前者指通过AI算法等技术对生物数据进行分析,后者则是直接进行实验操作。“AI+干湿闭环助力发现高效基因编辑酶”项目旨在开发我国自主知识产权的高效微型基因编辑工具酶,并通过“AI+定向进化的方法”突破国外相关的专利封锁,并助力作物的分子育种,最终快速培育出保障粮食安全等符合国家战略性需求的新品种。
北京中关村学院积极同中国农业科学院作物科学研究所对接,进行着干湿闭环的AI落地技术研究。学院团队正在构建基于人工智能技术的高精度的蛋白质设计以及突变效应预测工具,并通过AI加速开发高效且微型的基因编辑工具。据介绍,该项目旨在精确瞄准光合作用的酶来提升光合作用的效率,从而增加粮食产量。
北京中关村学院导师、中关村人工智能研究院研究员闵垚森介绍:“通过人工智能与干湿闭环的验证,已将针对特定基因编辑工具的编辑效率提升约3倍。研究的突破将作为基座大模型技术,加速所有相关下游问题的研发效率。例如,我们可以定向改造基因使其获得更好的性状,最终将显著缩短育种周期。展望未来,该技术将培育出抗气候变化、高产优质的新品种,为保障国家粮食安全、实现农业碳中和提供核心支撑,同时还将辐射生物医药等领域。”
在团队中,同样有着一批具备人工智能学术背景并热衷于交叉学科研究的在校生。北京中关村学院2025级学生,电子科技大学博士研究生闵建文,曾获得“互联网+”大学生创新创业大赛全国银奖。在展台前,谈起自己从事该研究的心路历程,他说:“参与项目的原因主要有两个方面,一方面是在项目宣讲的时候被保障国家粮食安全的命题以及突破国外相关专利封锁等前景吸引,另一方面是项目组老师和同事们对科研的热情、追求以及极高的学术能力,吸引我加入这个团队。”在学术研究过程中,闵建文对于探究具体的科研问题和步骤有了更清楚的认知,对于从零进入一个新的研究领域也有了更清晰的认知。
海纳百川,人工智能助力高效基因编辑酶的研究,要求知识背景不光局限于传统生物科学领域和计算机领域,项目的研究成果也不光局限于农业科技领域。研究方向为肿瘤计算生物学的北京中关村学院2025级学生,山东大学博士研究生任子元,参与“AI基因编辑工具”项目的初衷是希望推动基因编辑技术在农业科技与医学研究中实现双向应用。
“筛选出合适的高效基因编辑酶,不仅有助于提升作物的抗逆性与产量,在肿瘤治疗中也展现出广阔的应用前景。我逐步掌握了通过AI引导的蛋白进化策略,积累了宝贵的交叉学科科研经验。我希望推动AI赋能的基因编辑技术在精准医疗与现代农业中实现广泛落地,让科技创新真正造福人民健康与国家粮食安全。”任子元对项目的前景充满信心。
北京中关村学院的发展,是北京市近年来加快推进教育、科技、人才一体化发展的一个成功案例。在市级层面,北京市委教育科技人才工作领导小组于近期组建运行。该小组是市委议事协调机构,主要负责全市教育科技人才工作的总体谋划、统筹协调、整体推进和督促落实,重点是研究推动教育科技人才发展的相关战略规划、重要政策、改革措施、重点任务、重大项目等工作。
“下一步,我们将在市委教育科技人才工作领导小组的领导下,进一步深化部市共建、市区协同,加强统筹协调力度、深化改革创新、抓实重点任务,积极形成教育科技人才工作‘相向而行’的发展合力,不断加大对基因编辑技术等前沿领域的支持力度。”北京市科委、中关村管委会科综处,市委教育科技人才工作领导小组办公室秘书处处长程岳说。
来源:农民日报
作者: 窦悦恒 李琭璐