日前，中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称“天津工业生物技术研究所”）生物设计中心在AI助力生物制造应用方面取得了新突破，研究开发了基于LLMs之上的SynBioGPT菌种改造专家系统，全面分析了AI大语言模型在合成生物学应用方面的最新进展，深入探讨了利用这些AI大模型推动细胞工厂设计和代谢工程菌种改造的可行路径。

记者了解到，生物制造的核心在于通过合成生物学优化微生物工厂以实现高效生产。然而，传统生物制造方法在知识整合、数据处理和实验设计方面面临诸多挑战，限制了其在工业化应用中的效率和可扩展性。而LLMs作为一种突破性的生成式人工智能技术，其在知识生成、数据挖掘和复杂问题解决中有着卓越能力。但目前，LLMs在合成生物学中的应用尚处于探索阶段，特别是在知识合成和智能化生产中的潜力尚未被充分挖掘。

“我们研发的菌种改造专家系统整合了51777篇文献摘要和23318篇开放获取全文PDF，并测试了LLMs在合成生物学问题上的表现，在结合检索增强生成技术后，LLMs的回答准确性从25%显著提升至85%，其中Qwen和Llama3模型表现尤为突出。同时，为了进一步验证LLMs在生物制造中的应用潜力，我们又进一步分析了其在生物序列建模、细胞工厂开发和自驱动实验室中可能发挥的作用。最终确认，作为智能代理，LLMs可以通过任务规划、实验设计和数据分析，推动生物制造向SDL范式转变。而SDL结合机器人技术与人类的监督，则能够实现从任务分解到实验执行的全流程自动化，为未来智能化生产奠定基础。”天津工业生物技术研究所生物设计中心相关团队负责人说。

据介绍，SynBioGPT菌种改造专家系统已通过海外科学家验证，取得了良好的效果。基于该系统的进一步研究详细阐明了LLMs在合成生物学知识合成和生物制造智能化中的应用机制，展示了其在提升生产效率和可持续性方面的潜力，同时也为LLMs在合成生物学中的应用提供了新的视角，拓展了其在生物催化、药物开发和环保技术中的研究领域。

据悉，该研究得到了天津市合成生物技术创新能力提升行动、国家自然科学基金等项目支持，相关成果发表于Trends in Biotechnology期刊。

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