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大卫·贝克（David Baker）

美国生物化学家和计算生物学家、2024年诺贝尔化学奖获得者

戴维·贝克（David Baker），1962年10月6日出生于美国西雅图，生物化学家、计算生物学家，现任华盛顿大学西雅图分校教授、蛋白质设计研究所所长。1984年获哈佛大学哲学与社会科学学士学位，1989年获加利福尼亚大学伯克利分校生物化学博士学位。1993年起任职于华盛顿大学，系统开展蛋白质结构与功能预测计算方法研究。

戴维·贝克（David Baker），1962年出生于美国西雅图，是当代全球顶尖的生物化学家、计算蛋白质设计领域的先驱者，2024年诺贝尔化学奖得主。他开创性地将计算科学与人工智能技术应用于蛋白质研究，破解了蛋白质折叠的核心谜题，建立了从头设计蛋白质的完整技术体系，其研发的Rosetta软件与后续AI设计模型，彻底重塑了人类对蛋白质的认知与利用方式。从实验室的理论探索到产业化的临床应用，贝克的科研生涯始终以“设计自然未有的蛋白质解决人类难题”为使命，推动蛋白质设计技术在药物研发、疾病防控、环境保护等领域的革命性突破，成为基础科学与应用转化完美结合的典范。

早年的学术启蒙为贝克的科研道路奠定了坚实基础。出生于西雅图的他，从小便对生命的分子机制充满好奇，这种好奇心指引他走上了生物化学的研究之路。1984年，贝克以优异的成绩毕业于哈佛大学，获得学士学位，在这里他系统掌握了化学与生物学的基础理论，培养了严谨的科研思维。本科毕业后，他进入美国加州大学伯克利分校深造，聚焦生物化学领域的前沿问题，在导师的指导下深入探索蛋白质的结构与功能关系，1989年顺利获得博士学位，其博士阶段的研究为后续蛋白质设计工作积累了关键的理论与技术基础。

博士后阶段是贝克科研方向的重要成型期。1990年至1993年，他在美国加州大学旧金山分校从事博士后研究，这段经历让他深刻意识到蛋白质结构解析对理解生命活动的重要性。当时，蛋白质折叠问题被视为生命科学领域的“圣杯”之一——一条氨基酸序列如何自发折叠成特定三维结构并发挥功能，始终是学界未解的核心谜题。传统研究方法依赖实验解析，效率低下且难以推广，贝克敏锐地意识到，借助计算科学手段或许能为破解这一谜题提供全新路径，这一认知成为他后续数十年科研生涯的核心方向。

1993年，贝克开启独立科研生涯，加入美国华盛顿大学生物化学系任助理教授，正式踏上蛋白质设计的探索之路。入职之初，他便组建团队着手开发名为Rosetta的蛋白质结构预测与设计软件，旨在通过物理模型模拟氨基酸序列的折叠过程，实现从序列到结构的精准预测。这一研究在当时极具挑战性，不仅需要跨越计算科学与生物化学的学科壁垒，更缺乏成熟的理论框架可供借鉴。贝克团队从零开始构建算法模型，反复优化能量函数以模拟蛋白质折叠的物理化学过程，历经数年攻坚，逐步完善了Rosetta软件的核心功能，为后续研究搭建了关键平台。

在蛋白质结构预测取得进展的同时，贝克进一步挑战更具颠覆性的目标——从头设计自然界中不存在的蛋白质。与预测已知蛋白质结构不同，从头设计需要根据预设的功能与结构，反向推导对应的氨基酸序列，这一过程如同“先画出建筑蓝图，再精准调配建材”，难度呈指数级提升。经过近十年的不懈探索，2003年贝克团队取得了里程碑式的突破，成功设计出首个全新蛋白质Top7。这个由93个氨基酸组成的蛋白质，能够稳定折叠成预设的三维结构，尽管初期不具备特定生物功能，但它首次证明了人类可以通过计算手段创造自然未有的蛋白质，打破了“蛋白质只能由自然进化产生”的传统认知，为蛋白质设计领域奠定了基石。

2003年之后，贝克的学术地位持续提升，研究视野也不断拓展。同年，他晋升为华盛顿大学正教授，2005年进一步成为生物工程系、基因组科学系、化学工程系和物理系的兼职教授，展现了跨学科的深厚学术功底。2000年起，他获得美国霍华德休斯医学研究所资助，科研条件得到极大改善；2006年，他当选美国国家科学院院士，学术成就获得全球学界的广泛认可。在这一阶段，贝克团队并未止步于Top7的突破，而是持续推进蛋白质设计的功能化探索，相继设计出具有催化活性、分子结合、信号传导等功能的人工蛋白质，逐步构建起“结构设计-序列优化-功能验证”的完整技术链条。

人工智能技术的融入成为贝克团队的又一重要突破点。随着AI技术的快速发展，贝克敏锐地捕捉到其在蛋白质设计中的巨大潜力，率先将深度学习算法与传统计算模型结合。2021年，他团队在《自然》杂志发表开创性论文，提出“通过深度网络幻觉进行从头蛋白质设计”的全新思路，利用AI的“创造性想象”生成全新的蛋白质结构，再通过实验验证其稳定性与功能。这一方法颠覆了传统设计流程，极大提升了设计效率与成功率，使蛋白质设计进入“AI赋能”的新阶段。借助这一技术，贝克团队迄今已设计出一千万种全新蛋白质，覆盖药物研发、环境治理、材料科学等多个领域。

2025年，贝克团队再次推出突破性成果——新型AI蛋白设计模型LigandMPNN。该模型创新性地解决了传统方法无法精准处理蛋白质与小分子、金属离子等非蛋白成分相互作用的难题，通过构建全局感知的分子图谱，实现了蛋白质序列与侧链构象的同步优化。实验数据显示，在与小分子、金属离子和核苷酸相互作用的蛋白质设计中，LigandMPNN的性能全面超越传统的Rosetta软件和其他深度学习模型，结合亲和力最高可提升100倍。这一成果进一步完善了AI驱动的蛋白质设计体系，为酶、生物传感器、核酸结合蛋白等复杂功能蛋白的设计提供了全新工具，相关代码已开源共享，推动全球蛋白质设计领域的共同发展。

贝克的科研成果始终致力于解决人类社会的实际问题，在重大公共卫生事件中展现出巨大价值。2020年新冠肺炎疫情暴发后，他团队迅速响应，利用蛋白质设计技术开发出能够精准结合SARS-CoV-2刺突蛋白的人工蛋白质，通过阻止病毒穿透人体细胞实现抗病毒效果。基于这一设计，他们进一步研发出SKYCovione疫苗，将刺突蛋白的关键片段多拷贝排列在蛋白质核心周围，显著提升免疫原性。该疫苗在人体试验中表现优异，先后在韩国和英国获批使用，为全球疫情防控提供了重要支撑。此外，其团队还在研发广谱流感疫苗、呼吸道合胞病毒疫苗等，有望解决传统疫苗需频繁更新的痛点，为老年人和婴幼儿等易感人群提供更有效的保护。

作为科研成果转化的积极推动者，贝克积极搭建学界与产业界的桥梁，助力技术落地应用。他先后联合创立了21家生物技术公司，其中Xaira Therapeutics获得超过10亿美元融资，专注于将实验室的蛋白质设计成果转化为临床药物。这些公司覆盖癌症治疗、抗病毒药物、罕见病疗法等多个领域，多个基于人工蛋白质的药物已进入临床试验阶段。贝克认为，自然界的蛋白质经过亿万年进化解决了古老问题，而人工蛋白质设计的价值在于应对现代人类面临的新挑战——无论是老龄化带来的疾病负担，还是突发传染病威胁，抑或是环境污染问题，都能通过定制化蛋白质找到解决方案。

卓越的学术贡献让贝克斩获多项国际顶级荣誉。在获得诺贝尔化学奖之前，他已荣获2021年生命科学突破奖等重要奖项，2024年被《时代》杂志评为全球100位最具影响力的健康领域人物之一。2024年9月，他与戴米斯·哈萨比斯、约翰·江珀共同获得引文桂冠奖，这一“诺奖风向标”奖项提前印证了其研究的学术价值。2024年10月9日，贝克迎来学术生涯的巅峰——瑞典皇家科学院宣布，将当年诺贝尔化学奖一半授予他，以表彰其在“计算蛋白质设计”方面的开创性贡献，另一半由哈萨比斯和江珀共享，以表彰他们在蛋白质结构预测领域的成就。诺贝尔委员会评价其成就“几乎不可能完成”，称赞他“破译了蛋白质惊人结构的密码，开辟了巨大的应用可能性”。

作为学术领军人物，贝克不仅深耕科研一线，还致力于人才培养与学术交流。他担任华盛顿大学蛋白质设计研究所主任，构建了跨学科的科研团队与人才培养平台，培养的学生遍布全球顶尖科研机构与生物技术企业，成为推动蛋白质设计领域发展的中坚力量。他积极分享科研成果，通过学术会议、公开演讲等形式传播蛋白质设计的前沿进展，倡导全球科学家合作应对人类共同面临的健康与环境挑战。在学术理念上，贝克始终强调基础研究与应用转化的结合，认为科学研究的终极价值在于解决实际问题，这种务实的科研态度深刻影响了一代科研工作者。

纵观贝克的科研生涯，他始终以“突破自然边界，设计未来蛋白”为使命，从早期的计算模型构建到AI技术的深度融合，从实验室的基础探索到产业化的临床应用，完成了从理论到实践的完整闭环。从哈佛大学的青年学子到华盛顿大学的学术泰斗，从蛋白质设计领域的开拓者到诺贝尔化学奖得主，他的人生轨迹诠释了科学创新的力量与价值。如今已年过六旬的贝克仍活跃在科研一线，持续推动蛋白质设计技术的迭代升级。他的学术遗产不仅包括Rosetta软件、LigandMPNN模型等里程碑式的研究成果，更包括那种跨界融合、务实创新的科学精神，为全球生物化学与计算科学领域的发展提供了宝贵的智识财富，其研究成果将持续为人类健康与可持续发展贡献力量。

此信息最后更新时间为：2025-12-31 23:03

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