中关村学院首席科学家、科研部部长刘海广博士应邀作学术报告

2026年9月4日，中关村学院首席科学家、科研部部长刘海广博士应邀于生命科学学院学术周生理信息分会作题为“人工智能赋能生命科学：从分子到系统”的学术报告。报告由基因功能研究与操控全国重点实验室高歌教授主持。

刘海广博士毕业于美国加州大学戴维斯分校，曾任微软研究院资深首席研究员，并担任北京师范大学、中国科学技术大学兼职博士生导师。刘海广博士长期致力于物理、生物与计算的交叉领域研究，在生物分子结构、动力学及相互作用等方面积有深厚积累，近年来重点聚焦人工智能在药物设计优化及虚拟细胞AI模型等前沿领域，发表学术论文100余篇。本次报告旨在探讨如何通过AI手段打破单一分子层面的研究局限，构建从分子到系统的全方位生命科学研究新范式，吸引了众多师生到场参与，现场学术讨论氛围热烈。

报告第一部分聚焦于虚拟细胞构建的核心——面向单细胞多组学的统一基础模型HoloCell。刘海广博士阐述了细胞作为生命基本单元在药物研发与疾病治疗中的关键作用。针对多模态数据协同表征的难题，HoloCell采用了受生物学启发的分层分词器，将染色质可及性、基因表达及细胞表面蛋白丰度等异质数据转化为统一的“细胞状态语言”，并在共享编码器内实现深度融合。该模型构建了一套一体化的细胞状态表征体系，在缺失模态补全、空间转录组增强以及疾病机制、细胞命运和基因调控网络研究中展现出广阔的应用前景。

报告后半段转向精准药物发现的计算实践，重点介绍了基于大语言模型的表型药物设计引擎GemGen。该框架旨在实现从细胞状态转录组表征到小分子结构的直接生成，从而开展虚拟表型药物发现。通过在海量化学扰动数据上进行训练，GemGen能够高效筛选出符合目标表型的化合物，并能挖掘出机制相关但结构新颖的候选分子，为药物研发范式的变革提供了支撑。

最后，刘海广博士分享了蛋白质结构数据库的发展历史以及其对于结构预测模型的重要意义，并分析了当前单细胞领域的发展态势，提出当前已经接近建设细胞AI模型的引爆点。

报告结束后，在场师生与刘海广博士就人工智能驱动的细胞建模、AI模型在生命科学中的应用场景等问题展开了热烈讨论。刘博士对大家的疑问进行了深入解答，并就未来虚拟细胞的发展方向分享了见解。