Google DeepMind 用 Antigravity 智能体平台加速抗菌肽发现
Accelerating the search for antimicrobial peptides with Google Antigravity
AI 导读
Google DeepMind 发布技术演示，展示生物学家如何用其智能体开发平台 Google Antigravity 发现一种新型抗菌肽候选物，该候选物被预测对呼吸道感染相关病原体具有活性，目前正进行湿实验验证。
摘要与补充说明
Antigravity 提供智能体科学工作台，把原本分散在多个数据库的检索压缩到单次会话，并借助 ProtNLM 模型从氨基酸序列预测生物功能，扫描 UniProt 中数百万条此前未表征的蛋白质。
正文· AI 翻译
2026年10月15日 科学
Pengfei Tian、Maxwell L Bileschi、Zoi Tsangalidou、Sukhdeep Singh 和 Lucy. J. Colwell
随着抗微生物药物耐药性水平不断上升，我们迫切需要新型抗生素，但寻找新疗法往往是一个缓慢、劳动密集型的过程。借助 Google Antigravity 这一智能体开发平台，这一过程如今可以变得更加轻松。
Google Antigravity 提供了一个智能体科学工作台，使生物学家能够快速发现、进行结构评估并优先排序有前景的靶点，将过去分散在多个数据库中的检索压缩为一次会话。它还能帮助研究人员利用 ProtNLM 扫描 UniProt 数据库中数百万个此前未表征的蛋白质，该模型可根据氨基酸序列预测生物学功能。
本次技术演示展示了生物学家如何借助 Google Antigravity 发现一种新型抗菌肽候选物，该候选物预测对呼吸道感染相关病原体具有活性。此处确定的先导化合物目前正在进行湿实验验证。
寻找新型抗菌肽
不断上升的抗微生物药物耐药性是我们这个时代最紧迫的全球健康危机之一，到2050年可能导致全球每年约1000万人死亡。为防止这一情况，我们迫切需要发现新型疗法。抗菌肽（AMP），尤其是细菌素，为传统抗生素提供了一种有前景的替代方案，因为它们在自然进化中已能靶向竞争细菌的基本脆弱环节——从细胞包膜到关键的胞内机制——使病原体难以产生耐药性。
基因组和宏基因组测序的指数级增长，使全球数据库中填充了数十亿条天然氨基酸序列。这一天然数据池已经产生了全球广泛使用的细菌素，如 Nisin，以及近期通过基因组挖掘取得的突破，如 Darobactin、Dynobactin 和 Lariocidin。
然而，许多序列仍被锁在蛋白质数据库中未注释的“暗物质”里，其功能未被表征，因为它们与已知蛋白质不相似。例如，全球领先的蛋白质序列与功能信息公共资源 UniProt 中存有数百万条功能未知的序列，这些序列直接来自基因组测序项目。
为弥合这一差距，Google 开发了 ProtNLM（蛋白质自然语言模型），这是一个经过训练、可直接读取氨基酸序列背后进化“语法”的深度学习模型。这使该模型能够直接从原始蛋白质序列预测生物学功能，为数百万条此前未命名的 UniProt 条目补充高置信度的功能标签。
ProtNLM 流程概览：将原始氨基酸序列转化为针对未审核 UniProtKB/TrEMBL 条目的自然语言生物学注释。该系统的功能注释范围除关键词外，还涵盖蛋白质名称、功能注释、亚细胞定位和 GO 术语。
协作智能
科学发现很少是一蹴而就的过程；找到可行的候选蛋白质需要人类的直觉和反复迭代，以纳入新的实证证据。在 Antigravity 中工作时，研究人员和 AI 智能体首先设定一个明确的生物学目标：在假肺炎链球菌（Streptococcus pseudopneumoniae）中寻找并计算验证新型 AMPs。在交互式、多轮次的会话中，研究人员主导科学策略，决定提出哪些问题、收集哪些证据，而智能体则承担跨数据库编排、结构分析和文献综合等繁重工作。
我们在本次演示中发现的候选物是一个在生物学上合理的先导化合物，有结构和基因组证据支持，但仍需湿实验验证。其意义在于，它大幅降低了日常生物学工作流的门槛，将原本需要数天的碎片化数据库筛查转变为一次协作会话。虽然本次会话聚焦于假肺炎链球菌中一个狭窄的氨基酸窗口，但研究人员可以将对话引向任何方向，例如叠加新的筛选标准、探索不同的序列长度，或靶向其他优先病原体。通过将搜索范围从人类共生菌扩展到环境微生物乃至更广，科学家可以引导智能体遍历 UniProt，大规模发现新型 AMP 候选物。
用于交互式协作的共享 3D 画布
蛋白质的 3D 结构有助于我们理解其生物学功能。在空间中检查候选物的预测折叠构象至关重要。为了在单一工作区内提供这种端到端工作流，我们推出了 Biomolecular Structure Viewer，这是一个直接嵌入 Antigravity 的 3D 可视化工具。
研究人员和智能体基于共享的视觉状态协同工作。当智能体从 AlphaFold Database 或科学家自己的预测中检索结构时，它可以动态驱动查看器。例如，它可以高亮关键功能区域，以直观地解释其假设。关键在于，这种感知是双向的：高亮特定残基或将注释直接固定在结合口袋等操作会同步回智能体。研究人员只需在 3D 空间中标记感兴趣的区域，然后提问，例如“这条 β-链可能如何影响 Lipid II 结合？”，智能体便能立即基于科学家正在查看的确切结构上下文进行推理。
Antigravity 中的 Biomolecular Structure Viewer 展示了候选细菌素的 AlphaFold 预测结构，为研究人员和智能体提供了一个共享的 3D 画布，用于检查和注释功能区域。
加速科学发现
从历史上看，要获得上述工作流中展示的那类洞见，需要碎片化的专用软件：编写自定义脚本查询数据库、手动将文件导出到 3D 建模程序、管理互不连通的基因组工具，并与多位专家合作设计湿实验测定。由于湿实验验证仍然资源密集， upfront 将搜索空间缩小到仅保留最高置信度的先导物至关重要。使用 Google Antigravity 使研究人员能够高效地遍历广阔的生物学搜索空间，同时利用领域特定模型提供的准确蛋白质功能预测。
Google Antigravity 在一个地方端到端执行这一科学推理过程。这让科学家能够将更多时间用于评估高质量假设、在实验室中开展实验以及解决研究难题。
致谢
我们谨此感谢以下团队成员的贡献：Maria Gabriela Cardoso、Victoria Johnston、Lexi Walker、Gena Hong、James King、Richard Green、Filip Radlinski、Artem Sobolev、Michael V. LeVine、Ruijie K. Zhang、Zachary Wu、Luca Schulz、Amy Danson、Tristan Oliver Kwan、Ryan Krueger、Oleg Kovalevskiy、Doug Fritz、Yunhan Xu、Sebastian Nowozin