2026年10月9日，计算机科学与技术学院在哈尔滨工程大学21B楼4127会议室成功举办智汇论坛第四十一期学术活动。本次活动邀请中国科学院天津工业生物技术研究所研究员，生物设计中心主任马红武及中国科学院天津工业生物技术研究所研究员，博士生导师廖小平，为师生作“AI赋能细胞模型构建和菌种设计”和“AI赋能生物制造元件挖掘与精准设计”的专题报告，并与现场师生进行了深入学术交流与探讨。
生物制造是国家“十五五”规划确定的六大未来产业方向之一，工业菌种是生物制造实现高效生物转化的核心。本报告将介绍本团队AI在细胞模型构建和工业菌种设计方面的研究进展。数据驱动的AI预测方法帮助确定基因组中未知基因的功能，发现可能新催化反应和新的分子相互作用，预测酶动力学参数，这些都有助于构建更全面精确的细胞模型。基于通用大模型智能体技术开发了菌种设计AI科学家SynBioGPT，其整合来自专业文献的知识经验和基于模型的设计方法，可以针对特定目标产品实现更高效可靠的菌种设计，推动生物制造产业发展。
功能元件是构建高性能细胞工厂和实现复杂生物转化的基础。随着蛋白结构预测、生成式模型和多模态学习快速发展，生物元件设计正由“序列相似性+经验筛选”向“数据、机理与AI融合驱动”转变。本报告将介绍团队围绕酶和功能蛋白元件开展的智能设计研究进展：构建和整合酶序列、结构、催化反应、底物及性能等多源数据，发展融合序列—结构—底物信息的多模态模型，实现复杂序列空间中的功能预测和候选酶精准筛选；面向酶改造，将活性位点、底物识别、催化构象、关键残基相互作用及反应几何等机理约束引入模型，开展关键位点识别、突变效应预测与组合设计；进一步面向非天然反应和新型转化需求，探索从天然酶挖掘到人工功能元件设计的AI驱动路径。
主讲人简介：
马红武，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员，生物设计中心主任。2001年天津大学获生物化工博士学位，曾先后在德国生物技术中心（GBF）和英国爱丁堡大学信息学院从事研究工作。主要研究方向包括细胞模型分析和途径设计、代谢工程及合成生物学、计算生物学软件工具开发、人工智能生物功能预测和设计等。发表SCI论文百余篇，引用约5000余次。担任科技部重点研发专项虚拟细胞相关项目首席科学家。
廖小平，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员、博士生导师。具有数学、计算机和生物的交叉学科背景，致力于发展BT+IT+AI融合的技术体系，围绕酶与功能蛋白等生物元件，开展高质量数据库建设、生物计算算法与智能设计工具开发。现主持国家自然科学基金“数学与智能+”交叉重点专项、中国科学院关键核心技术攻坚先导项目课题等。近年来在Molecular Plant、Nucleic Acids Research、Science Advances、Advanced Science、Trends in Biotechnology、Research等期刊发表论文60余篇。