《AI4S实战派》新一期来了！了解AI生命科学前沿！
Datawhale线上
联合：复旦大学、上海科学智能研究院、魔搭社区
作为多学科、系统化的AI4S工程实战宝典，《AI4S实战派》栏目立足开放生态、持续演进，致力于“手把手”带你率先跑通科学大模型，将复杂、多学科的AI模型转化为能跑、能用、能创新的生产力工具，帮助科研人员和开发者零门槛上手，加速科学新发现。
在上一季以“Hello Matter！”为名的物质科学专题里，我们一起探索了AI如何理解原子与分子、预测材料结构，乃至帮助科学家探索物质世界的新可能。
如果说物质世界的奥秘可以基于结构与性质的关系来探求，那么生命现象的奇妙则可以从遗传信息如何被编码、传递与调控来切入。
DNA用A、T、C、G四种碱基记录遗传信息，蛋白质则由二十种氨基酸组成，承担着丰富多样的生命功能。这些有限的“分子字母”，经过层层组织、精密调控与漫长演化，最终书写出复杂而壮阔的生命世界。如今，AI正在成为我们读懂生命信息、探索生命规律的新工具。
由复旦大学、上海科学智能研究院、魔搭社区、Datawhale共同发起，作为《AI4S实战派》第三个课程模块，《Hello Life！》聚焦于AI如何驱动生命科学研究，将于8月20日起每周四晚开播。
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AI4S范式正在拓宽科学研究的路径
长期以来，多数科学发现沿着一条经典路径展开：观察现象→提出假设→设计实验→验证结论。科学家在一次次实验、修正与验证中，不断逼近未知。
科学基础模型、自动化实验平台与智能计算系统的加速融合，正在推动一场深刻的科研范式变革。未来科学竞争的关键，不仅在于拥有多强的计算能力，更在于能否让AI从数据中学习规律、在实验中接受检验，并不断深化我们对自然规律的理解。
落到生命科学，大模型技术的发展带来了一个重要启发：语言以序列承载意义，而生命信息同样以序列进行编码。大语言模型通过学习文字之间的上下文关系来理解和生成语言，生命科学中的AI模型，则通过学习DNA、RNA、蛋白质序列及其生物学背景，寻找隐藏在生命信息中的结构、功能与调控规律。
二者并不相同，却在计算层面共享一个重要基础：它们都可以被表示为序列，模型也都可以从序列中学习上下文关系、结构约束与统计规律。碱基和氨基酸如同构成生命文本的“字母”，DNA、RNA、蛋白质序列则像由这些字母写成的“语句”。
然而，生命比语言更为复杂。一个分子的功能不仅取决于序列，还受到三维结构、细胞环境、分子互作与调控网络的共同影响。因此，大模型“读文字”的能力并不能原样迁移到“读生命”上，却为理解和生成生命序列提供了一套强大的方法框架。
从AlphaFold到虚拟细胞，AI如何重塑生命科学
近年来，AI与生命科学的交汇不断涌现出标志性突破。
AI看见了蛋白质的结构。如何基于氨基酸序列预测蛋白质的三维结构，曾是困扰科学界五十余年的重大难题。以AlphaFold为代表的AI方法，让科学家能够快速预测蛋白质结构，并在许多情况下达到接近实验测定的精度。AlphaFold的核心研发者Demis Hassabis和John Jumper也因蛋白质结构预测方面的贡献，共同获得了2024年诺贝尔化学奖。这一突破让科学家得以更高效地探索序列如何塑造结构、结构又如何影响功能。
AI开始读懂基因组。以Evo系列为代表的生命序列大模型，通过学习海量基因组数据，尝试在从单个碱基到完整基因组的不同尺度上理解生命信息。它们可以在部分任务中进行零样本功能预测，评估某些遗传变异可能产生的影响，还能生成具有合理生物学特征的候选序列。部分由Evo生成的CRISPR系统和转座系统，已经通过实验验证其功能。AI正在帮助科学家追问：哪些遗传变化会影响生命过程？哪些序列模式可能与疾病相关？我们又能否设计出自然界中尚不存在的生物系统？
AI开始尝试构建虚拟细胞。如果说蛋白质是生命活动的功能单元，那么细胞就是由基因、蛋白质、代谢物及其调控网络共同运行的复杂系统。借助单细胞基础模型、空间生物学AI和细胞扰动数据，研究者正在尝试建立能够表征和预测细胞状态的“虚拟细胞”：改变一个基因，细胞会发生什么变化？加入一种药物，细胞将如何响应？未来，一部分实验或许可以先在计算机中进行模拟和筛选，再进入真实的实验室验证。
但和物质科学一样，从这些前沿模型，到能在自己课题里跑通的流程，中间隔着一道工程鸿沟。《AI4S实战派》生命科学专题要做的，就是帮助入门者基于真实课题来有效提升所需的工程实践能力。
Hello Life！全景式了解AI生命科学前沿
《AI4S实战派》第三个课程模块——Hello Life！AI破译生命密码，将于本周四开启。
本课程模块将沿着生命科学的“语法”逐层展开：基因/RNA序列→蛋白质语言模型→RNA结构预测与逆折叠→蛋白质三维结构预测→虚拟细胞模拟→空间组织与病理智能分析。
带你理解AI如何从分子层面探索人类生命规律，并进一步走向复杂生命系统的研究。
六位讲师，拼出一张人类生命的AI索引图
生命科学专题的六讲沿着生命的尺度逐层向上：从基因与RNA，到蛋白质结构，再到细胞与组织。
8月20日起，每周四19:30，六位来自高校与科研机构的研究者，将带大家理解生命信息如何编码，探索AI如何辅助科学家探索生命规律，也认识这个领域未来的发展方向。他们大多是近年活跃在一线的青年学者，既懂前沿模型的原理，也清楚它们在真实生物学问题中能做什么、还差什么。
六节课连起来，就是一张从碱基到细胞的生命现象索引图。
借由科学智能的方法和范式，不是为了改变生命的自然规律，而是为了更早发现疾病、更深入理解健康。
生命科学的AI驱动新篇章，欢迎共解、同行。
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