2026年9月10日，清华大学生命科学学院欧光朔教授做客“百年南开之生命讲坛”，在生物站报告厅作了题为“Decoding the protein language: ProtWord-guided discovery and design of cytoskeletal regulators”的学术报告。报告开始前，李登文副院长为欧光朔教授颁发了“百年南开之生命讲坛” 主讲人纪念牌，并赠送纪念礼品。此次讲座由周军教授主持，介绍了欧光朔教授的学术经历与研究成果，以及教授与南开生科院的深厚学术渊源。我院100余名师生参加，大家进行热烈讨论，现场学术氛围浓厚。
细胞骨架是真核细胞维持形态、执行生命活动的核心分子网络，其中微管参与细胞分裂、胞内运输、细胞运动等关键生理过程，微管蛋白的功能异常会引发神经发育障碍、纤毛病、不育等多种人类疾病。长期以来，传统的荧光蛋白融合标记技术会显著干扰微管蛋白的组装与功能，无法真实反映病理状态下的分子机制，成为领域内长期存在的技术瓶颈。欧光朔教授团队率先开发了基于split-GFP的微管蛋白低扰动标记技术，在结构预测的启发下，他们通过加入十六个氨基酸的柔性连接肽，将荧光片段通过短连接子插入微管蛋白内部位点，成功建立了低扰动荧光标记体系，并在小鼠卵母细胞中清晰显示了完整的微管骨架。这不仅解决了致病蛋白的在体标记难题，也证实了算法预测在实验设计中的实际效用。
微管蛋白错义突变会导致神经发育障碍等多种遗传疾病，但临床上大量突变的致病性至今不明。为系统解析这些突变，欧光朔教授团队建立了高通量的微管蛋白错义突变致病性筛选体系，系统解析了人类α-微管蛋白基因TUBA1A中2683种错义突变的致病效应，并将该技术体系拓展至PLP1、LMNA、TAU等多种神经疾病相关基因，为医学遗传学研究提供了定量化的参考指南。团队还通过秀丽隐杆线虫遗传筛选、人源细胞功能验证与小鼠卵母细胞模型实验，揭示了基因间抑制子拯救致病微管蛋白表型的全新机制，为微管蛋白病的干预治疗提供了新的靶点思路。
针对传统结构生物学方法预测蛋白功能效率低、高度依赖已知结构信息的局限，欧光朔教授团队提出“解码蛋白语言”的全新研究范式，开发了不依赖三维结构的蛋白语言模型ProtWord。该模型通过蒸馏AlphaFold3的结构生物学信息，将蛋白的局部物理化学约束与长程功能依赖转化为序列层面的语义特征，单条蛋白序列的功能位点预测仅需20毫秒，效率较传统结构预测提升数百倍。依托ProtWord模型，团队发现了此前完全未被注释的全新微管结合蛋白ADMAP1，证实其具有促进微管生长、调控精子鞭毛运动的重要生理功能。更进一步，团队将研究边界从发现天然蛋白拓展至人工从头设计功能蛋白，先后成功设计出具备肌动蛋白切割活性的人工cofilin蛋白，以及能够偶联ATP水解、驱动微管滑行的人工分子马达kinesin，证明具备完整生物学功能的蛋白可以突破天然进化的序列空间限制，为合成生物学领域的分子机器与人工生命系统构建奠定了核心技术基础。
报告结束后，现场师生围绕 ProtWord 模型对远程相互作用的捕捉能力、人工蛋白的特异性与合成方法、模型在其他类别蛋白中的拓展应用、罕见病基因治疗的转化前景等问题展开了积极提问与热烈讨论，欧光朔教授对每个问题都给予了细致深入的解答，并分享了团队在蛋白智能体、非细胞蛋白表达体系等方向的前沿探索。
此次报告激发了同学们对细胞生物学与人工智能交叉领域的浓厚兴趣，与会师生纷纷表示受益匪浅。欧光朔教授严谨又富有启发性的报告，既拓宽了大家的学术视野，也让大家深刻感受到了科研的魅力。
