摘要：近日，南开大学统计与数据科学学院郑伟教授以第一作者身份在Nature Biotechnology发表研究成果，文章提出了一种融合深度学习空间约束与统计能量函数的蛋白质结构预测算法——D-I-TASSER，实现超AlphaFold3的高精度蛋白质结构预测。论文的

近日，南开大学统计与数据科学学院郑伟教授以第一作者身份在Nature Biotechnology发表研究成果，文章提出了一种融合深度学习空间约束与统计能量函数的蛋白质结构预测算法——D-I-TASSER，实现超AlphaFold3的高精度蛋白质结构预测。论文的通讯作者为新加坡国立大学张阳教授。

Nature Biotechnology是国际生物技术领域公认的顶尖期刊，为Nature系列期刊中计算结构生物学领域的最高等级期刊之一，五年影响因子高达57.0。该刊每年发表约百余篇高质量论文，纯计算方法相关的文章数量仅占十余篇左右。

蛋白质结构预测是指基于氨基酸序列推测其三维空间结构的过程。近年来，以AlphaFold为代表的深度学习方法在预测蛋白质三级结构方面取得了突破性进展，显著提升了预测精度和效率，但是其在孤儿蛋白（同源序列较少的蛋白质）上的预测效果仍不理想。如何高效且准确地预测孤儿蛋白和多结构域蛋白质的三维结构，仍是当前亟待解决的关键科学难题。

而D-I-TASSER正是为应对这一挑战而设计的蛋白质结构预测算法。D-I-TASSER在大规模蛋白质结构预测中，尤其在处理结构复杂的困难蛋白质与多结构域蛋白质建模方面表现出色，展现了融合深度学习空间约束与统计能量函数的结构预测新范式。该方法不仅在揭示蛋白质折叠原理与功能机制方面具有重要科学意义，也在多个实际应用方向展现出广阔前景。

D-I-TASSER在基准测试上的表现

统计与数据科学学院胡刚教授，联合生命科学学院陈佺教授、中国科学院动物研究所杜蕾研究员在Nature Cancer上发表研究成果。结直肠癌（Colorectal cancer, CRC）作为一种常见的消化道恶性肿瘤，其发病率和致死率均位居各癌种前列。该论文首次阐明LGR4/Wnt/β-catenin/SLC7A11信号通路调控肿瘤细胞铁死亡与肿瘤化疗药物抵抗，并首次筛选并制备出靶向耐药CRC的单克隆抗体LGR4-mAb，该抗体有望用于CRC的临床治疗。

统计与数据科学学院武颖副教授，联合天津市医科大学和天津市第一中心医院等团队在临床医学权威期刊 Gut上发表研究成果。该研究提出了对关于肝细胞癌复发生存临床预测的统计模型，通过使用疾病死亡模型等多状态模型，识别在肝细胞癌治疗后影响其预后效果的不同治疗方案，并预测病人在治疗后2年、3年、5年复发率和死亡率，为早期肝细胞癌个体化多学科治疗提供决策依据。

目前，统计与数据科学学院生物医药团队相关技术已在癌症靶点蛋白识别、临床医学数据分析、抗体筛选与优化、罕见病致病基因识别、病毒感染性预测、结合冷冻电镜数据进行生物大分子结构解析等任务中取得了初步进展，表明该方法在支撑跨学科研究、促进基础研究与产业实践融合方面具备扎实的技术基础和广阔的合作空间。未来有望与相关研究机构和生物医药企业进一步展开深入合作，共同推动蛋白质结构预测、单细胞测学组学数据分析、生物统计分析等技术的转化与落地。

南开统计与数据科学学院生物信息学团队

这些科研突破是统计学院在生物医药领域的出色成果。南开统计学科肇始于1926年，1931年成立我国第一个统计学系。为服务国家大数据战略，推进统计学“双一流”学科建设，学校2018年5月在国内率先成立统计与数据科学学院。

历经多年建设，南开统计学现已入选国家“双一流”建设学科名单、教育部基础学科系列统计学“101计划”。学院设有统计学、数据科学与大数据技术专业、数据科学3个本科专业，其中统计学是国家级一流本科专业建设点，数据科学与大数据技术是天津市一流本科专业建设点。

学院现有专任教师40余人，包括中国科学院院士、教育部特聘教授、国家杰出青年基金获得者、国家自然科学基金海外优青项目获得者、享受国务院政府特殊津贴专家等大批高层次人才。

郑伟教授，长期从事于基于深度学习及统计能量函数的生物分子及其互作的结构预测研究，开发了C-I-TASSER、C-QUARK、D-I-TASSER、DMFold等一系列结构预测算法，累计获得CASP国际大赛的10项冠军，领先包括AlphaFold2、AlphaFold3在内的全球80余个学术界及工业界的课题组，并多次受邀在国际会议做特邀报告。其开发的结构预测算法已经累计服务了超过100个国家的近10万名用户。

郑伟教授在第16届世界蛋白质结构预测比赛（CASP16）中斩获多项冠军，CASP是国际著名的蛋白质结构预测比赛，被誉为蛋白质结构预测领域的奥林匹克竞赛。

胡刚教授，数据科学系主任，主要研究方向为组学数据分析、蛋白质结构和功能预测以及蛋白质设计等。获得天津市自然科学一等奖一项。开发的无序区域预测的 flDPnn 系列算法获得首届和第二届国际蛋白质无序区域预测竞赛第一名。

武颖副教授，主要研究方向为生物医药数据的统计分析、生存分析、纵向数据分析、临床试验等。研究成果发表于Gut等高水平期刊。

南开统计在生物医学相关方向的研究主要涉及生物统计、生物信息学、数学流行病学、计算机视觉和自然语言处理在生物医学中的应用等，近年来在生物医学权威期刊Nature Biotechnology、Nature Cancer、Circulation、Gut、Nature Communications，生物统计和生物信息权威期刊 Journal of the American Statistical Association、Biometrika、Bioinformatics、Biometrics、Briefings in Bioinformatics、PLoS Computational Biology 以及人工智能权威期刊和会议Journal of Machine Learning Research、IEEE TIT、IEEE TIP、ICML、NIPS、ACL等发表数十篇论文，多篇疫情研判报告获得国家领导人批示。

未来，南开统院会继续发挥学科与研究优势，以深厚的科研积累和独到的创新，培养具有“世界眼光、中国情怀、全面发展”的统计与数据科学人才，主动对接社会需求，攀登科研新高峰。

本文素材来自：南开大学官网/官微，南开大学本科招生、南开大学教务部、南开大学统计与数据科学学院、统院拾光

来源：南开大学本科招生