ODesign: Un Modelo Mundial para el Diseño de Interacciones Biomoleculares
ODesign: A World Model for Biomolecular Interaction Design
October 25, 2025
Autores: Odin Zhang, Xujun Zhang, Haitao Lin, Cheng Tan, Qinghan Wang, Yuanle Mo, Qiantai Feng, Gang Du, Yuntao Yu, Zichang Jin, Ziyi You, Peicong Lin, Yijie Zhang, Yuyang Tao, Shicheng Chen, Jack Xiaoyu Chen, Chenqing Hua, Weibo Zhao, Runze Ma, Yunpeng Xia, Kejun Ying, Jun Li, Yundian Zeng, Lijun Lang, Peichen Pan, Hanqun Cao, Zihao Song, Bo Qiang, Jiaqi Wang, Pengfei Ji, Lei Bai, Jian Zhang, Chang-yu Hsieh, Pheng Ann Heng, Siqi Sun, Tingjun Hou, Shuangjia Zheng
cs.AI
Resumen
Las interacciones biomoleculares sustentan casi todos los procesos biológicos, y su diseño racional es fundamental para programar nuevas funciones biológicas. Los modelos de IA generativa han surgido como herramientas poderosas para el diseño molecular, aunque la mayoría siguen especializados en tipos moleculares individuales y carecen de un control detallado sobre los aspectos de la interacción. Aquí presentamos ODesign, un modelo generativo de mundo a nivel atómico completo para el diseño de interacciones biomoleculares de-todo-a-todo. ODesign permite a los científicos especificar epítopos en objetivos arbitrarios y generar diversas clases de socios de unión con control de grano fino. A través de puntos de referencia a nivel de entidad, token y átomo en la modalidad de proteínas, ODesign demuestra una controllabilidad y rendimiento superiores a los baselines específicos de modalidad. Extendiéndose más allá de las proteínas, generaliza al diseño de ácidos nucleicos y pequeñas moléculas, permitiendo tipos de interacción como ARN/ADN que se une a proteínas y ligandos que se unen a ARN/ADN, que antes eran inaccesibles. Al unificar las interacciones biomoleculares multimodales dentro de un único marco generativo, ODesign avanza hacia un modelo de mundo molecular de propósito general capaz de diseño programable. ODesign está disponible en https://odesign.lglab.ac.cn.
English
Biomolecular interactions underpin almost all biological processes, and their
rational design is central to programming new biological functions. Generative
AI models have emerged as powerful tools for molecular design, yet most remain
specialized for individual molecular types and lack fine-grained control over
interaction details. Here we present ODesign, an all-atom generative world
model for all-to-all biomolecular interaction design. ODesign allows scientists
to specify epitopes on arbitrary targets and generate diverse classes of
binding partners with fine-grained control. Across entity-, token-, and
atom-level benchmarks in the protein modality, ODesign demonstrates superior
controllability and performance to modality-specific baselines. Extending
beyond proteins, it generalizes to nucleic acid and small-molecule design,
enabling interaction types such as protein-binding RNA/DNA and RNA/DNA-binding
ligands that were previously inaccessible. By unifying multimodal biomolecular
interactions within a single generative framework, ODesign moves toward a
general-purpose molecular world model capable of programmable design. ODesign
is available at https://odesign.lglab.ac.cn ,