编者按：
当AI叩响基础科学的大门，一场无声的变革正在发生。从实验室的精密演算，到产业端的技术突破，AI for Science不再是遥远的概念，而是赋能科研的新引擎。
日前，潮新闻科技频道推出《AI新力量》专栏，聚焦浙江AI for Science的科研故事与应用案例，看AI如何与生物、物理、材料、工程等领域深度共振，点亮科学探索的新征程。
“去年我们原料产品上市第一年，订单就超过了1000万元。”
浙江清华长三角研究院PI、生物技术与医药研究所副所长李旭辉笑道，“在胶原蛋白这个赛道，这确实是个不错的开局。”
但让他和团队兴奋的，远不止这串数字。过去两年，他们完成了一场大胆的“跨界实验”，利用“AI+计算生物学”设计出了一种100%人源同源的21型胶原蛋白。
在他们看来，这不仅是推出了一款“爆款”原料，更是一次科研新范式的落地。当人工智能正深度融入生命科学时，或许未来，连我们的“青春”都可以被算法重新设计。
寻找那把丢失的钥匙
在当下的美妆与医美市场，胶原蛋白早已不是新鲜词汇。从涂抹的精华到注射的填充剂，消费者对它的认知大多停留在“补充皮肤营养”或“让脸更饱满”的层面。但在科学家眼里，胶原蛋白的世界远比这复杂。
“以前的胶原蛋白，主要起结构性作用，就像盖房子的钢筋一样，撑起皮肤的框架。”李旭辉解释道。而他们此次研究的21型胶原蛋白，则属于一种不同的存在。“这种‘信号型’胶原蛋白不是被动的填充物，更像一位指挥官，能够向细胞发出指令，促进组织修复、调控再生过程。”
这种“信号功能”让它在化妆品、医疗等领域展现出广阔前景。
然而，这把通往新应用的钥匙，长久以来一直藏在暗处。人体胶原蛋白基因序列极长，传统研发只能依赖科研人员的经验，合成众多候选片段需要逐一验证，整个过程动辄耗费一两年，投入巨大。
面对海量的可能片段，如何找到那个既有高活性、又易于生产的“最佳序列”？人工试错法，像是在黑暗中摸索一把从未见过的钥匙。
而AI的到来，像突然打开了一盏灯。
AI如何成为“科研加速器”？
此次研究中，如果21型胶原蛋白是一颗待开采的钻石，那么AI算法，就是那把精准的勘探铲。
胶原蛋白是一个巨大的蛋白质分子，直接拿来用显然不现实。科研人员们需要从这条冗长的基因序列中，挑选出最核心、最有效的片段进行表达和生产。在过去，这项工作主要靠大家的“手感”。
而此次研发项目中，李旭辉和团队选择了一条新路。他们用AI算法去计算和分析哪些片段活性更高，哪些更容易通过合成生物学的方法生产出来，以及此后它们在应用中可能会有怎样的表现等。
效率提升是惊人的。“以前从成百上千个候选分子里筛选，可能要一两年；现在计算机把范围缩小到几十个，后续验证时间缩短到几个月。”李旭辉估算，目前，AI已将研发效率提高了70%—80%，成本降低50%以上。
但他强调，AI并非万能。生物实验的验证环节依然必不可少。因为，算法可以缩小包围圈，但最后的攻坚战还得靠实验。
当生物学家遇见AI专家
在李旭辉团队里，有研究蛋白质出身的生物学家，也有擅长算法的AI工程师。他们说着不同的“语言”，有着不同的思维方式。
比如，生物学家关心的是：这个蛋白在细胞里到底起什么作用？这个实验条件是否符合生理环境？而AI工程师关心的是：数据是否足够干净？模型能不能拟合？预测的准确率有多高？
“碰撞肯定是有的，而且需要经常磨合。”李旭辉笑道。他们必须把自己的研究目的和应用场景，翻译成对方能理解的语言，同时把实验数据做标准化处理，变成机器能读懂的格式。“这是一个双向的、长期磨合的过程。”
也正是这种跨学科合作，让AI成为真正嵌入科研流程的实用工具。李旭辉表示，在应用研究和产品开发中，不能为了用AI而用AI。“应该是从实际需求出发，倒推需要什么样的AI工具。”
这正是清华长三角研究院的战略定位。作为一个以应用和产业化为导向的新型研发机构，他们的研发项目始终围绕市场需求展开。
谈及AI在生物医药领域的未来，李旭辉给出了一个大胆的预测：“它不会是辅助角色，而会成为主导性工具。就像一个高水平的全能科研助理，可能主要的创新想法还是由科研人员提出，但从研发到应用的各个环节，AI会越来越占主导。”
这种判断也基于他们多年的自身实践。据悉，项目成功后，团队正在将AI应用到更多方向，包括开发其他蛋白多肽和酶，以及疾病检测技术。AI与生物学的融合将越来越深，不仅加速研发，还可能带来全新的科学发现。
延伸阅读：什么是胶原蛋白？
胶原蛋白是人体含量最丰富的蛋白质之一，约占人体蛋白质总量的四分之一。它是皮肤、骨骼、肌腱等结缔组织的主要成分，像“分子支架”一样支撑着皮肤结构，同时锁住水分，维持皮肤弹性。
在医美抗衰领域，胶原蛋白填充剂凭借良好的生物相容性与组织修复能力，成为继玻尿酸之后又一热门的医美填充剂品类。无论是传统的动物源胶原蛋白，还是基于合成生物学发酵的重组胶原蛋白，相关企业均在加快布局。
据人民日报报道，截至今年3月，经国家药监局批准的三类医疗器械胶原蛋白填充剂产品已达到17款。业内普遍认为，这一领域未来合规门槛和临床价值将成为核心竞争力，具备“源头创新+产业化能力”的企业更有望突围。
而在源头创新上，AI的应用或将成为一个关键变量。
