華盛頓大學蛋白質(zhì)設計研究所創(chuàng)新之道及啟示
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 新型研發(fā)機構作為順應新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的產(chǎn)物,已成為國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分。在生命科學領域,新型研發(fā)機構憑借新的組織形式和政策機制,是應對創(chuàng)新不確定性更高、研發(fā)與回報周期更長、產(chǎn)品化商業(yè)化更難等瓶頸問題的新生力量,也是推動開放創(chuàng)新生態(tài)構建、新興產(chǎn)業(yè)與未來產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、促進科技創(chuàng)新和經(jīng)濟社會發(fā)展深度融合的樞紐平臺。近年來,由地方先行探索,一批生命科學新型研發(fā)機構加速落地并穩(wěn)步發(fā)展,在促進產(chǎn)學研深度融合、科技成果產(chǎn)業(yè)化、區(qū)域創(chuàng)新體系建設等方面發(fā)揮了重要作用。截至2021年底,我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)領域新型研發(fā)機構數(shù)量達581家,占新型研發(fā)機構總量的24.10%。這些生命科學新型研發(fā)機構整體上仍處于探索階段,存在自身造血能力不足、運行機制不完善、學術影響力偏弱等問題。
美國、歐洲等國家和地區(qū)的一些非營利性科研機構,與我國推動建設的新型研發(fā)機構類似,其管理理念、組織模式、科研文化等具有借鑒意義。綜合考慮相似度、科研實力、學術影響力和成果轉化能力等因素,在諸多國外非營利性科研機構中,美國華盛頓大學蛋白質(zhì)設計研究所(Institute for Protein Design)具有代表性。蛋白質(zhì)設計研究所以打造蛋白質(zhì)設計領域的“貝爾實驗室”為目標,搶抓人工智能驅(qū)動科學研究(AI for Science)和開放科學(open science)發(fā)展的新機遇,開展了大量前沿、頂尖的跨學科研究,建立了高質(zhì)量的科教產(chǎn)資協(xié)同創(chuàng)新生態(tài),取得了系列引領性、顛覆性的創(chuàng)新成果。該研究所以蛋白質(zhì)設計研究為基礎,以開拓蛋白質(zhì)領域產(chǎn)業(yè)化為目標,賦能技術供給、人才引育、成果轉化、企業(yè)孵化,現(xiàn)已成為全球生命科學前沿創(chuàng)新的關鍵力量。探尋蛋白質(zhì)設計研究所創(chuàng)新之道,并提出相關對策建議,可為我國生命科學新型研發(fā)機構高質(zhì)量發(fā)展、自主創(chuàng)新能力提升提供理論與實踐參考。
蛋白質(zhì)設計研究所的歷史沿革與創(chuàng)新成就
歷史沿革
蛋白質(zhì)是生命活動的主要執(zhí)行者,也是合成生物學的關鍵底層元件。預測蛋白質(zhì)結構、設計自然界中尚不存在的蛋白質(zhì),對于解碼生命現(xiàn)象、生命活動規(guī)律和擴展對生物系統(tǒng)的操控能力具有重要意義,是生命科學領域亟待破解的重大難題。為賦能蛋白質(zhì)科學突破及轉化應用,基于David Baker團隊在該領域的國際領先地位,華盛頓大學于2012年4月創(chuàng)建蛋白質(zhì)設計研究所(以下簡稱“研究所”)。研究所主要依托美國華盛頓大學醫(yī)學院建設,借助生物化學、工程學、計算機科學、醫(yī)學等學科優(yōu)勢和西雅圖地區(qū)的軟件行業(yè)優(yōu)勢,開展促進區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有益探索。2014年6月,研究所設立轉化研究中心(Translational Research Center),用于推動基礎研究成果從實驗室走向市場,并孵化初創(chuàng)企業(yè)。2015年1月,研究所成立顧問委員會、學術委員會,邀請科技、產(chǎn)業(yè)、金融、投資等領域的杰出代表擔任成員,提供戰(zhàn)略指導和學術支持。2017年,研究所進一步加強研發(fā)能力和平臺建設,籌資1200萬美元布局深度學習技術、廣譜流感疫苗研發(fā),并建成華盛頓大學首個冷凍電鏡中心。2018年,研究所著眼于引領蛋白質(zhì)設計革命(protein-design revolution)推出10年規(guī)劃,重點布局抗病毒疫苗、蛋白質(zhì)新藥、納米藥物遞送系統(tǒng)、蛋白質(zhì)檢測技術和新型納米儲能材料5個方向。面向AI for Science新范式,研究所進一步加強交叉研究、創(chuàng)新策源和技術供給能力,具體包括:將以深度學習為代表的人工智能(AI)前沿技術用于蛋白質(zhì)設計,并與微軟公司建立長期合作關系(2019年);在美國國際開發(fā)署(USAID)5年1.25億美元資助下,牽頭“病毒狩獵計劃”(Wildlife Virus Hunting Programme),對全球人畜共患病病原體開展檢測鑒定(2021年);推動蛋白質(zhì)設計向環(huán)境修復、綠色制造、生物燃料和碳封存等領域拓展(2023年)。
成立以來,研究所走出了一條獨具特色的“小而精”發(fā)展道路。在研究方向上,研究所當前主要布局蛋白質(zhì)結構預測、蛋白質(zhì)與小分子相互作用、自組裝納米材料、新型蛋白質(zhì)骨架、酶設計和蛋白質(zhì)結構測定6個科研方向,以及蛋白質(zhì)治療、新型疫苗、先進藥物遞送系統(tǒng)、生物組件、納米材料、生物活性肽和算法開發(fā)7個應用方向。在力量規(guī)模上,截至2023年,研究所人員規(guī)模超過250人;其中,首席研究員(PI)4名,博士后、研究生和本科生逾125名。科研用房面積2800平方米,建有蛋白質(zhì)制備、表征和工藝開發(fā)的11個實驗室平臺,以及算力基礎設施。在經(jīng)費來源上,研究所2023財年經(jīng)費3300萬美元,主要來自美國國會、國防部、能源部、國立衛(wèi)生研究院等政府資助,以及TED“無畏計劃”、比爾及梅琳達·蓋茨基金會、華盛頓研究基金會、寶來惠康基金等非營利性組織和個人捐贈。
創(chuàng)新成就
成立至今,蛋白質(zhì)設計研究所取得了令人矚目的創(chuàng)新成就,并成為蛋白質(zhì)科學領域的全球領軍者。基于研究所科研成果產(chǎn)出,可以看出其在蛋白質(zhì)科學、產(chǎn)業(yè)級蛋白質(zhì)設計的主導地位。
標志性研究。研究所創(chuàng)新成果2次入選Science雜志年度十大科學突破。定制設計蛋白質(zhì)(2016年)——通過計算生物學解析氨基酸的三維組裝機制,獲得具有特定功能的全新蛋白質(zhì),為新型藥物和材料研發(fā)提供了新手段。AI預測蛋白質(zhì)結構(2021年)——基于深度學習準確預測出成千上萬個蛋白質(zhì)結構,對結構生物學產(chǎn)生重大影響,有望大幅推動基礎生物學研究、新藥靶點發(fā)現(xiàn)。該研究是Science雜志年度十大科學突破之首,并被Nature Methods雜志評為年度技術。
論文發(fā)表。研究所不僅論文產(chǎn)出、被引頻次呈現(xiàn)逐年上升趨勢(圖1),還具有卓越的研究質(zhì)量(Science/Nature/Cell論文83篇、h指數(shù)101)、學術影響(篇均被引頻次91.88、高被引論文60篇)、創(chuàng)新潛力(熱點論文8篇)。近年來,隨著開發(fā)蛋白質(zhì)設計新工具RFdiffusion(2022年12月)、逆向從頭設計全新蛋白質(zhì)(2023年4月)、從頭設計高親和力結合蛋白質(zhì)(2023年12月)等基礎研究突破,研究所進一步拓展了蛋白質(zhì)設計的邊界。
專利授權。研究所著眼于布局蛋白質(zhì)設計產(chǎn)業(yè),獲得100余項專利授權。授權專利重點方向為:針對蛋白質(zhì)結構預測、蛋白質(zhì)設計的通用技術方法,主要涉及建模方法、自組裝體、蛋白質(zhì)開關和新型蛋白質(zhì)骨架等;針對特定功能蛋白質(zhì)的設計優(yōu)化,主要涉及酶、檢測試劑和抗病毒多肽等。其中,大部分專利由世界知識產(chǎn)權組織、美國專利商標局授權,部分重要專利同步獲中國、日本、德國等授權。
產(chǎn)品研發(fā)。研究所研發(fā)的新型冠狀病毒疫苗SKYCovione已獲批上市,同時腫瘤免疫藥物NL-201、乳糜瀉治療藥物TAK-062、流感疫苗FluMos-v1和FluMos-v2共4個藥物進入臨床試驗階段(表1)。其中,SKYCovione由全球衛(wèi)生非營利性組織流行病防范創(chuàng)新聯(lián)盟(CEPI)資助研發(fā),是首款人工設計的納米顆粒疫苗,被世界衛(wèi)生組織(WHO)列入緊急使用清單,并獲得韓國、英國批準。
蛋白質(zhì)設計研究所創(chuàng)新特點分析
深耕基礎前沿先做強再做大
原創(chuàng)性和引領性的生命科學基礎前沿研究,具有探索性、不確定性、長周期性的特征,既需要敢為天下先、勇闖“無人區(qū)”的創(chuàng)新精神,又需要厚積薄發(fā)、“十年磨一劍”的戰(zhàn)略定力。Baker團隊深耕蛋白質(zhì)設計領域,特別是在研究所成立并取得廣泛支持后,堅持奉行長期主義,持續(xù)提升原始創(chuàng)新能力,賦能科學探索由易到難;不斷加強技術供給,驅(qū)動轉化運用由點及面。
Baker于1993年擔任華盛頓大學生物化學系任助理教授后,著手獨立開展相關研究工作。在研究方法上,有別于主流的結構生物學經(jīng)典實驗方法,Baker將計算生物學作為解謎的“金鑰匙”。1996年,他帶領團隊編寫可根據(jù)氨基酸序列解析蛋白質(zhì)結構的Rosetta程序,并通過迭代優(yōu)化在后續(xù)的國際蛋白質(zhì)結構計算機預測系列比賽中持續(xù)保持領先。在研究策略上,Baker團隊運用格點計算、眾包科學等手段,解決計算資源不足、模擬難度大等難題。Baker團隊于2005年發(fā)起Rosetta@home項目,在全球范圍內(nèi)利用閑置計算資源進行蛋白質(zhì)計算;于2008年聯(lián)合研發(fā)電子游戲Foldit,實現(xiàn)了蛋白質(zhì)折疊的眾包科學。基于上述方法策略,Baker團隊成功設計首個非天然蛋白質(zhì)Top7(2003年)、用于乳糜瀉治療的重組酶KumaMax(2012年),揭開了蛋白質(zhì)從頭設計(de novo protein design)的序幕,打通了“功能—設計—篩選”的計算鏈條。這些長期科學實踐中的積累,為研究所創(chuàng)建奠定了堅實基礎。
研究所創(chuàng)建后,繼續(xù)圍繞根據(jù)功能設計骨架、基于結構反推序列和預測篩選的底層邏輯進行布局。在共性技術創(chuàng)新上,研究所加快生物物理學、有機化學、免疫工程學、基因組學、生物信息學、計算生物學等多學科前沿理論與技術的交叉應用,迭代升級蛋白質(zhì)設計軟件工具箱。在研發(fā)能力建設上,研究所重點加強科研平臺設施配備,形成了以計算工具為核心、學科交叉實驗室為支撐的布局。其中,建有270個計算節(jié)點、500塊英偉達GPU加速卡、9000個CPU內(nèi)核的高性能計算基礎設施。在此基礎上,研究所實現(xiàn)了蛋白質(zhì)-小分子互作、蛋白質(zhì)亞基組裝和可編程設計等技術突破。隨著系列新型蛋白質(zhì)的成功設計,研究所將轉化應用由早期聚焦疫苗、藥物,拓展至以生物醫(yī)藥、生物傳感為主體,涉及碳封存、綠色制造、綠色農(nóng)業(yè)、生物材料和生物燃料的產(chǎn)業(yè)布局。
AI賦能干濕結合領跑新范式
隨著科學研究進入第五范式,生命科學和AI的交叉融合成為科學發(fā)展的重要趨勢。在生命科學領域,AI技術已經(jīng)成為推動前沿創(chuàng)新的加速器,也是應對組合爆炸問題的新引擎。研究所通過快速移植AI前沿技術賦能底層算法創(chuàng)新,結合濕實驗規(guī)模化制備驗證,形成干濕實驗有機結合的迭代創(chuàng)新路徑。
對于蛋白質(zhì)結構預測這一組合爆炸型問題,重點是建立搜索策略,在一維氨基酸序列形成的海量三維結構狀態(tài)空間中高效檢索最優(yōu)解。相比傳統(tǒng)經(jīng)驗主義、小規(guī)模或大規(guī)模試錯的方式,通過AI有效整合多模態(tài)實驗數(shù)據(jù)、多學科知識實現(xiàn)理性構建,成為破解這一難題的關鍵。研究所率先將深度學習Transformer神經(jīng)網(wǎng)絡架構用于殘基形狀預測,成功開發(fā)trRosetta軟件,在預測精度上實現(xiàn)了領先。在AlphaFold2軟件運用端到端模型訓練方法取得突破后,研究所迅速借鑒并開發(fā)RoseTTAFold軟件,實現(xiàn)了可比擬的預測精度和更低的計算資源消耗,共同開啟了AI賦能生命科學的新時代。
對于蛋白質(zhì)設計這一無中生有型問題,重點是實現(xiàn)骨架生成、可表達序列篩選、預期結構匹配,構建與天然蛋白質(zhì)特性相似、功能不同的新型蛋白質(zhì)。相比主流的濕實驗主導、干實驗輔助模式,通過AI實現(xiàn)高維空間、多種約束條件下的智能設計,是破解通過實驗方法無法解決問題的重要手段。相比單一的干實驗模式,結合濕實驗規(guī)模化制備驗證,更為符合生命科學研究特點和發(fā)展規(guī)律。研究所開發(fā)的RFdiffusion軟件率先運用計算機視覺方向的擴散模型,可完成蛋白質(zhì)骨架的智能設計;ProteinMPNN軟件通過快速優(yōu)化深度學習Structure Transformer神經(jīng)網(wǎng)絡架構,可完成蛋白質(zhì)三維結構高效反推氨基酸序列。Rfdiffusion、ProteinMPNN和RoseTTAFold軟件共同實現(xiàn)了蛋白質(zhì)設計的智能化。在此基礎上,研究所結合濕實驗規(guī)模化制備驗證,形成了蛋白質(zhì)設計的干濕耦合。在系列代表性論文中,研究所均采用干實驗設計生成、濕實驗制備驗證的模式,并以大量篇幅展示濕實驗結果。例如,在推出ProteinMPNN軟件的論文中,研究所團隊表達、驗證了超過170個蛋白質(zhì),并解析了其中2個蛋白質(zhì)結構,從而驗證了軟件的有效性。這一AI賦能、干濕結合的創(chuàng)新路徑,開啟了蛋白質(zhì)從頭設計的智能化時代。基于深度學習的蛋白質(zhì)設計,入選Nature雜志2024年值得關注的七大技術。
推動創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈融合發(fā)展
當前,生命科學開放式創(chuàng)新的特征日益突出,基礎研究、應用研究、開發(fā)研究和產(chǎn)業(yè)化界限趨于模糊,從創(chuàng)新到轉化的周期逐漸縮短。研究所著眼于發(fā)掘蛋白質(zhì)設計的廣闊應用前景,塑造更為健康、可持續(xù)發(fā)展的世界,探索創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈“雙鏈”協(xié)同,以前沿技術創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,催生新技術、新產(chǎn)品、新模式。
研究所依托轉化研究中心設立“轉化研究員計劃”,在支持科學突破從創(chuàng)意走向產(chǎn)品、從實驗室走向市場上發(fā)揮了關鍵作用。計劃主要面向博士后,由生命科學發(fā)現(xiàn)基金會、華盛頓州研究基金會和華盛頓大學等提供資金支持,顧問委員會、學術委員會和華盛頓大學商業(yè)化中心等提供專業(yè)指導。計劃梯度設置4個階段:基礎研究階段,支持蛋白質(zhì)科學基本問題探索,評估成果發(fā)展?jié)摿εc應用前景; 轉化研究階段,提供研發(fā)指導、經(jīng)費資助和平臺支持,提升技術成熟度;初創(chuàng)公司階段,依托華盛頓大學提供創(chuàng)業(yè)指導、創(chuàng)業(yè)孵化,助推科研人員成為創(chuàng)業(yè)者; 衍生公司階段,在西雅圖地區(qū)推出獨立法人公司,推動臨床試驗、產(chǎn)業(yè)合作和產(chǎn)品市場化。
“轉化研究員計劃”設立10年以來,研究所在蛋白質(zhì)設計、新藥研發(fā)、代謝工程、生物傳感等領域孵化9家衍生公司,累計融資超過10億美元(表2)。其中,新型納米顆粒技術研發(fā)及應用具有代表性。該研究于2014年獲“轉化研究員計劃”支持,由博士后Neil King負責。資助期滿后,King將這一技術用于疫苗、藥物遞送功能性蛋白質(zhì)納米材料設計,并于2018年依托研究所孵化Icosavax公司,開展納米顆粒疫苗的商業(yè)開發(fā)。Icosavax公司布局呼吸道合胞病毒與人類偏肺病毒聯(lián)合疫苗(臨床Ⅱ期)等4個管線的抗病毒疫苗研發(fā),并于2021年在美國納斯達克上市。2023年12月,英國-瑞典制藥公司阿斯利康以11億美元收購Icosavax公司及其新型納米顆粒技術,顯示出蛋白質(zhì)設計在生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的應用前景、商業(yè)價值。
發(fā)揮戰(zhàn)略科學家定向引航作用
戰(zhàn)略科學家是在科技創(chuàng)新活動中,以前瞻性戰(zhàn)略思維謀劃方向布局、帶動關鍵領域創(chuàng)新能力提升的關鍵少數(shù)。從初創(chuàng)起步到領軍蛋白質(zhì)設計革命,研究所創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的斐然成就,充分展現(xiàn)了所長Baker的帥才作用和獨到價值。
在創(chuàng)新文化上,深刻把握生命科學交叉融合創(chuàng)新、使能技術驅(qū)動和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長的發(fā)展趨勢,Baker明確了研究所科學家精神與企業(yè)家精神相結合的文化基因。作為研究所的“架構師”,他主張面向生命健康、可持續(xù)發(fā)展需求,攻關具有前沿性、挑戰(zhàn)性和開拓性的科學問題、工程技術難題和產(chǎn)業(yè)技術問題。他倡導充分享受純粹科研的樂趣,不以發(fā)表論文為終點,而是努力提升創(chuàng)新的質(zhì)量、效益和價值。
在管理模式上,立足打造蛋白質(zhì)設計的“創(chuàng)意工廠”,Baker采用進化科學“集體大腦”理念,通過實施扁平化、分布式、開放性管理,形成創(chuàng)新的集群效應、網(wǎng)絡效應。以實驗室管理為例,他發(fā)揮“中樞”作用,依靠基因組科學、生物工程、化學工程、計算機科學和物理學的交叉背景,引導跨學科、跨領域、多主體、多視角融合創(chuàng)新;堅持親自指導研究生、博士后,鼓勵自主選題、自由探索;營造寬松氛圍,通過組會、年會、下午茶活動和戶外團建等形式,激發(fā)思想碰撞、創(chuàng)新靈感。
在品牌塑造上,Baker堅持知識生成與影響力打造并重,以期建成蛋白質(zhì)設計領域的“貝爾實驗室”。通過引領蛋白質(zhì)設計生成、構建開源算法軟件生態(tài)、驅(qū)動產(chǎn)業(yè)化應用,研究所在成為關鍵核心技術原始創(chuàng)新策源地的同時,推動蛋白質(zhì)設計從生命科學“舞臺”的邊緣邁向中央。基于品牌效應,研究所成為人才集聚“強磁場”,并通過培養(yǎng)、輸出人才持續(xù)擴大國際影響。同時,Baker先后榮獲生命科學突破獎(2021年)、威利生物醫(yī)學科學獎(2022年),并被行業(yè)媒體STAT評為生命科學領域最具影響力的50位領導者之一(2024年)。
構建開放共享融合創(chuàng)新生態(tài)
大科學、大數(shù)據(jù)、大工程的當代科學研究范式,使跨組織、跨領域、跨地域、跨行業(yè)的聯(lián)合研究成為生命科學研究的主要潮流。在數(shù)字化、智能化時代,科學運用眾包思想、分布式計算和云平臺等,成為讓生命科學創(chuàng)新跑出“加速度”的關鍵。
在科研協(xié)作方面,憑借自身的學術影響力、科研硬實力、學術話語權,研究所構建形成以美國霍華德·休斯醫(yī)學研究所、哈佛大學、梅奧診所等100余家機構為核心,覆蓋英國、加拿大、中國等130個國家和地區(qū)5000余家機構的協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡。通過持續(xù)鞏固戰(zhàn)略引領地位、發(fā)揮輻射帶動作用,實現(xiàn)了創(chuàng)新資源、動能和力量的廣泛集聚。
在科企合作方面,研究所與安捷倫科技有限公司、微軟公司、元宇宙公司、安進公司、啟明創(chuàng)投公司等科技、互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)藥、資本領域的9家全球行業(yè)領先企業(yè)建立了合作伙伴關系,獲得了高質(zhì)量的儀器設備、計算資源、制藥技術、資本運營支持,有效加強了軟件硬件實力、技術供給能力、產(chǎn)品創(chuàng)新潛力和市場適應能力。例如,微軟公司價值400萬美元、亞馬遜網(wǎng)絡服務公司價值100萬美元的云計算資源支持及數(shù)據(jù)服務,提升了研究所的數(shù)據(jù)運算與存儲能力。
在開放創(chuàng)新方面,不同于生命科學領域常規(guī)的資源互補合作模式,研究所采用計算機領域的開源社區(qū)開發(fā)、游戲化學習模式:建立完善了Rosetta社區(qū)(Rosetta Commons),通過線上學術聯(lián)盟優(yōu)化設計計算建模和蛋白質(zhì)結構預測的Rosetta系列軟件;開發(fā)Foldit游戲,借助眾包模式吸引大眾參與加速蛋白質(zhì)研究,形成了生命科學交叉融合創(chuàng)新的新模式。其中,Rosetta系列軟件已授權給30000個團體,支持了眾多學術、產(chǎn)業(yè)研發(fā)項目,并且仍在運營升級。
對生命科學新型研發(fā)機構建設的啟示
蛋白質(zhì)設計研究所以基礎前沿研究為根基,以拓展產(chǎn)業(yè)新興領域為目標,實現(xiàn)了科研范式塑造、創(chuàng)新生態(tài)構建、資源優(yōu)化配置、科技成果供給,具有重要借鑒意義。當前,生命科學已成為科技強國建設的重要突破口,提升原始創(chuàng)新、技術供給和產(chǎn)品生成能力,需要促進新型研發(fā)機構實現(xiàn)從量的積累到質(zhì)的躍升。在吸取國外有益經(jīng)驗的同時,生命科學新型研發(fā)機構建設要充分利用好新型舉國體制優(yōu)勢,探索中國特色發(fā)展道路,從而支撐我國在生命科學領域搶占國際競爭制高點、構筑發(fā)展新優(yōu)勢。
聚焦頂層設計加強制度保障
推動和保障新型研發(fā)機構高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展,是國家創(chuàng)新體系建設和科技體制改革的重要方向。基于大學、區(qū)域和國家的多元支持,蛋白質(zhì)設計研究所迅速崛起,有效反哺了華盛頓州生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè),并成為美國在該領域的重要創(chuàng)新力量。
在新型研發(fā)機構蓬勃發(fā)展的潮流下,要充分發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,研究制定發(fā)展規(guī)劃、管理制度,營造更加有利于創(chuàng)新和發(fā)展的政策環(huán)境。在頂層設計上,探索嵌入國家科技創(chuàng)新體系的路徑措施,暢通晉升國家隊的通道;突出科研特區(qū)優(yōu)勢地位,鼓勵精準化、差異化、個性化改革探索,打造科研機制創(chuàng)新試驗田;建立完善并退改規(guī)則,破除區(qū)域創(chuàng)新資源流動的制度障礙。在機制建設上,針對生命科學新型研發(fā)機構更多瞄準基礎前沿研究、更加依賴政策支持與資金保障的特點,建立健全以質(zhì)量、績效、貢獻為核心的綜合評價機制,財政穩(wěn)定支持與多元資助結合的經(jīng)費保障機制,以及市場化運作、企業(yè)化管理的運營管理機制等。
立足以精立業(yè)搶占變革先機
大力推進關鍵核心技術攻關,努力取得原創(chuàng)性、迭代性、顛覆性創(chuàng)新成果,是提升科技創(chuàng)新引領力和國際競爭力的要義,也是新型研發(fā)機構建設布局的著力點。Baker帶領團隊致力于蛋白質(zhì)設計研究,在研究所成立后持續(xù)深耕主業(yè),是取得系列原創(chuàng)性、引領性成果的關鍵。
當前,生命科學進入數(shù)據(jù)爆發(fā)的新時代,AI驅(qū)動的生命科學研究新范式呼之欲出,迸發(fā)出一批快速發(fā)展的前沿研究方向。在建設布局上,應當以戰(zhàn)略高度、長遠角度、全球視野,圍繞“小而精、小而特、小而強”的建設思路,進一步優(yōu)化生命科學新型研發(fā)機構布局。注重瞄準國家急需的“高精尖缺”等領域,堅持從第一性原理出發(fā),建設細分方向“一技之長”、新興產(chǎn)業(yè)“一席之地”的生命科學新型研發(fā)機構,推動以點的突破搶占新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機。在研發(fā)模式上,面對新范式的機遇和挑戰(zhàn),需要生命科學新型研發(fā)機構高效運用AI前沿科技成果、數(shù)據(jù)資源和算力基礎設施,著力開發(fā)自主原創(chuàng)的算法、軟件,主動適應、把握和引領知識與模型雙驅(qū)動的干濕結合模式。
突出市場導向集聚創(chuàng)新要素
生命科學技術行業(yè)市場規(guī)模日趨擴大,既向科技創(chuàng)新提出了巨大需求,也為成果轉化提供了廣闊土壤。蛋白質(zhì)設計研究所打通科技研發(fā)、成果轉化、企業(yè)孵化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)鏈條,構建從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的橋梁樞紐、產(chǎn)學研用有機結合的創(chuàng)新網(wǎng)絡,開放式創(chuàng)新、市場化創(chuàng)新特征突出。超大規(guī)模的市場是我國的重要優(yōu)勢,也是促進關鍵核心技術攻關的根本動力。
生命科學新型研發(fā)機構建設,需要充分借助市場機制的有利作用。在資源集聚上,發(fā)揮新型研發(fā)機構平臺樞紐作用,吸納學術界、產(chǎn)業(yè)界、投資界等多元化人才加入理事會,構建涵蓋科研機構、醫(yī)療機構、投資機構和企業(yè)等的廣泛合作網(wǎng)絡;借助金融投資、科技金融等拓寬融資渠道,通過組織國際合作項目、科學計劃主動布局和積極利用國際創(chuàng)新資源。在成果轉化上,注重把握市場需求、市場機制、市場規(guī)律,構建從“0到1再到N”的成果轉化體系,加強創(chuàng)業(yè)幫扶指導促進企業(yè)孵化,建立健全成果轉化收益激勵機制,推動科研人員參與成果的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化、資本化,通過靠產(chǎn)業(yè)、靠市場實現(xiàn)“自我造血”功能。
堅持以人為本營造寬松環(huán)境
人才是第一資源,是科技創(chuàng)新的核心驅(qū)動力。營造良好科研生態(tài)環(huán)境,源源不斷聚才、引才、育才,是提高科技創(chuàng)新質(zhì)量效率的關鍵。蛋白質(zhì)設計研究所竭力優(yōu)化創(chuàng)新微生態(tài)、塑造品牌影響力,集聚戰(zhàn)略科學家、科技領軍人才和青年科技人才,為原始創(chuàng)新持續(xù)注入動能。
當前,我國在生命科學領域的科技帥才比較稀缺,交叉前沿方向的領軍拔尖人才數(shù)量亟待提升,迫切需要科技創(chuàng)新與人才驅(qū)動同頻共振。新型研發(fā)機構因其體制機制優(yōu)勢,能夠有效發(fā)揮人才集聚的“磁場效應”,為生命科學前沿創(chuàng)新提供強大的人力資源保障。在創(chuàng)新環(huán)境上,通過建立實施基于創(chuàng)新質(zhì)量與產(chǎn)業(yè)貢獻的長周期人才評價機制,科學合理的容錯免責機制,以及扁平化、模塊化、開放化的科研人員管理模式等,營造崇尚創(chuàng)新、鼓勵探索、干事創(chuàng)業(yè)、追求卓越的科研氛圍。在人才建設上,進一步發(fā)揮戰(zhàn)略科學家“關鍵少數(shù)”作用,建立以信任為基礎的使用機制,賦予更大自主權和決策權;加強復合型人才培養(yǎng),探索“人才+工程/任務”組織模式,進一步擴大職稱自主評審權限并打破年齡、身份與職級等限制,建立與企業(yè)的人才雙向流動機制,著力造就兼具科學家精神與企業(yè)家精神的領軍拔尖人才。
(作者:趙潤州、倪銘、法云智、伯曉晨、焦劍,軍事科學院軍事醫(yī)學研究院。《中國科學院院刊》供稿)