Bio应用于药物研发，解决生物序列检索问题

新药研制从发现到开发，继而走向临床，占有的社会资源越来越重，面对新药研发成本高、耗时长和成功率低的固有挑战，怎样能从药物发现早期充分了解相关进展与风险，避免重复研发就显得十分重要。

序列-生物药物基本元素,药物设计创新起点

序列信息获取对于研发人员在序列改造分析、现有技术调研、创新性分析、风险规避等诸多方面不可缺少的步骤，在药物研发的早期环节起到非常重要的作用。

像抗体的FC端的氨基酸改造、抗体亚类重构、SiRNA的化学修饰、AAV载体的优化等很多有关序列设计的工作，如果能够早期通过序列检索获取到有价值的信息对于后续的研发工作开展帮助重大。

对于生物序列检索，智慧芽推出Bio生物序列数据库产品，涵盖7.1亿+序列和6.5亿+专利与序列关系数据，支持抗体CDRs片段、Motif、序列片段等多种特定场景搜素入口、多维度序列信息筛选方式，可以助力研发人员一键获取序列信息，有效降低研发成本、规避研发风险。

下面结合智慧芽的序列检索工具从几个热门场景给大家介绍如何通过序列检索帮助研发人员快速获取目标领域的创新情报信息。

功能场景分析：

生物序列的优化改造对于本身的结合效率、稳定性、不良反应等方面会有很大的影响，如：

●抗体FC端的氨基酸改造：通过FC区的序列变异影响FCR以及补体蛋白的特异性和亲和力进而改变效应蛋白的功能；

●AAV载体序列的衣壳改造：通过定向设计或突变等方式改造野生型的载体序列，来提升载体的转导能力和靶向特异性。

在这些场景中，通过序列检索能够更快的获取全球研发针对野生型序列的改造情况，同时掌握序列改进后带来的增益效果，进行统一的分析，站在前人的肩膀上进行序列创新形成自有知识产权的新序列产品在研发初期是一个高效的途径。

产品解决方向：

在智慧芽Bio（以下简称Bio）数据库输入野生型序列后进行检索，快速获取全球专利和文献公开的相似序列。

STEP1:通过内置的变异分析系统一键获取全球研发人员在野生型序列基础上进行的各个位置残基的改造;

STEP2:利用获取到的序列数据分析出哪些位置的变异是目前研究的热点，还有哪些位置还未有人涉足，在做技术借鉴的同时，也能挖掘创新的方向。

如图1所示，颜色越深的地方代表该位置残基引入的变异越多，点击可以查看具体变异类型，原始序列和对应公开它的专利文献。

功能场景分析：

生物序列的化学修饰即在生物序列中通过化学基团的引入或除去，而使蛋白质或核酸共价结构发生改变，同时改变序列的性质。

化学修饰在小核酸领域特别常见，原始的小核酸结构，由于容易被体内核酸酶降解、药代动力学性质差等原因，一般不能直接作为药物使用，需要经过多位点的化学修饰以提高其亲和力、稳定性、代谢性质等。

研发人员在设计小核酸序列时希望获取目前全球针对于目标基因的相关SiRNA的信息，如长度、化学基团修饰、连接基因的位置、特异性等。

产品解决方向：

STEP1:通过Bio数据库可以输入一段查询基因的序列，设置好需要命中SiRNA序列的长度范围，如25-50。

STEP2:搜索后通过序列类型的标签选择SiRNA，就可以快速找到所有在研的针对于靶基因的SiRNA序列了。

同时值得一提的是Bio数据库还人工将序列的化学修饰信息标引到了原始序列上，这样研发人员就能直接分析同领域公司对于目标序列的设计内容了，结合文献中记录的序列修饰后的体内外实验结果，对自己开展的工作就有一定的把握。如图2所示，Bio标注出了经化学修饰的小核酸序列。

功能场景分析：

功能片段的重构在很多生物技术中都会使用，将原有片段进行替换或将多个功能片段进行融合。如CAR-T技术，融合蛋白，抗体亚类重构等。

这时会涉及到多个片段的选取和拼接，挖掘现有技术是如何拼接目标功能片段；是否还引入了新的功能片段；哪些文献公开这类信息都能帮助研发人员产生新的序列设计灵感。

产品解决方向：

STEP1:Bio的多段检索通过输入需要研究的多个序列片段，就能直接搜索出哪些在研序列应用了这些片段，并且目标序列如何重构，排序顺序一目了然。

STEP2:同时关联对应专利和文献，直接查阅便可以了解更详细的信息。如图3所示，输入多个感兴趣的功能片段，就可以找到覆盖它们的长序列。

功能场景分析：

生物序列的相似性越高意味着两条序列可能存在功能性质的相关性，专利中权利要求书针对于目标序列的保护因此都会限制一定的同一性范围。

在序列检索的过程中，研发人员也希望能够获取相似序列的一些信息，如相似序列是否有其他特殊属性；是否作用于其他基因，是否应用于其他药物；是否应用于其他领域等，这样的信息能够拓展研发人员对查询序列认识。

产品解决方向：

STEP1:Bio通过人工的标引，将序列相关的属性；与药物联系；关联的基因都打上了相应标签；

STEP2:研发在获取相似序列的同时，就能直接得到信息，并找到信息来源，挖掘研发序列的潜在特点。如图4所示。

场景分析及解决方向：

Bio能帮助研发人员对研发序列进行新颖性的判断，进而申请专利，也能在早期判断序列是否存在相应的侵权风险，避免重复研发。

同时，通过序列检索获取到的目标文献，相对于关键词检索更加精准，能够帮助研发人员更快的更准的找到关键信息。根据序列设计的场景提供多种检索途径，如抗体CDRs检索；模式化特征序列Motif检索；适合检索多肽寡核酸的短序列检索；适合引物组或多段元件的组合检索等，从算法上适配序列的检索，避免漏检的风险。

总而言之，在序列研究早期，序列创新可以借助序列检索这一有利工具，对要开发的目标序列进行初步检索，不仅前期能够避免重复研发的风险，也能通过检索的结果，了解现有技术的情况，对后续序列改造设计，应用分析等方面都有很大的帮助。

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