SZANGHAJ / RankWire.AI / – Chińscy naukowcy zaprezentowali platformę wspomaganą sztuczną inteligencją, która przetwarza zaprojektowane komputerowo sekwencje białek na próbki fizyczne do badań laboratoryjnych. Narodowe Centrum Badań nad Białkiem w Szanghaju oraz Kangma (Szanghaj) Biotechnology opracowały zautomatyzowany system D2Pi-2.0. Deweloperzy twierdzą, że system jest w stanie wytwarzać do 10 000 próbek białek dziennie. Platforma łączy w jednym procesie projektowanie cyfrowe, syntezę bezkomórkową i weryfikację eksperymentalną. Sprzęt pozostaje w fazie rozruchu po zakończeniu fizycznej instalacji.
System wytwarza białka bezpośrednio z matryc DNA, bez hodowli bakterii, drożdży ani innych żywych komórek. Synteza bezkomórkowa eliminuje etap hodowli stosowany w konwencjonalnej produkcji białek. Zautomatyzowane urządzenia przygotowują reakcje i przeprowadzają partie przez proces produkcyjny. Narzędzia sztucznej inteligencji wspomagają projektowanie i selekcję sekwencji przed rozpoczęciem syntezy laboratoryjnej. Naukowcy mogą następnie porównać każdy produkt z jego zamierzoną strukturą, stabilnością i funkcją biologiczną. Taka konfiguracja łączy wyniki obliczeń z wynikami pomiarów laboratoryjnych.
Urządzenie D2Pi-2.0 stanowi rdzeń produkcyjny wspólnego laboratorium w szanghajskiej dzielnicy naukowej Zhangjiang. Przeprowadza ono wysokoprzepustową syntezę białek poza żywymi komórkami i porządkuje próbki do późniejszej analizy. Dyrektor ośrodka, Wu Jiarui, powiedział, że szybkie projektowanie sztucznej inteligencji zwiększyło zapotrzebowanie na szybsze testy fizyczne. Platforma rozwiązuje ten problem, łącząc generowanie sekwencji z automatyczną produkcją i walidacją. Naukowcy zaprezentowali system podczas wizyty w ośrodku krajowym 7 lipca. Do 11 lipca nie ogłoszono żadnej rutynowej daty rozpoczęcia pracy.
System bezkomórkowy łączy projektowanie i testowanie
W ośrodku w Szanghaju znajduje się dziewięć głównych platform technologicznych do badań i analizy białek. Wśród ich instrumentów znajdują się spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, kriomikroskopia elektronowa oraz spektrometria mas. Systemy te mierzą strukturę, skład, stabilność i aktywność biologiczną białek. Naukowcy mogą badać nowo zsyntetyzowane próbki w tym samym miejscu, w którym zostały wyprodukowane. Połączony proces redukuje transfery między oddzielnymi procesami projektowania, produkcji i testowania. Tworzy również ujednoliconą metodę porównywania dużych grup białek kandydackich.
Narodowy Ośrodek Badań nad Białkiem w Szanghaju działa jako wspólna infrastruktura badawcza od 2015 roku. Jest częścią Szanghajskiego Instytutu Zaawansowanych Badań (Shanghai Advanced Research Institute) Chińskiej Akademii Nauk. Ośrodek, jak podaje, obsłużył ponad 150 użytkowników z branży w głównych chińskich ośrodkach biotechnologicznych. Wśród jego użytkowników znajdują się organizacje z Szanghaju, delty rzeki Jangcy, Pekinu i Shenzhen. Zakres prac rozszerzył się z indywidualnych zadań testowych na wspólne laboratoria i dłuższe partnerstwa badawcze. Platforma białkowa oparta na sztucznej inteligencji (AI) rozszerza istniejące usługi analityczne o zautomatyzowaną syntezę.
Wspólna infrastruktura zwiększa możliwości badań nad białkami
Kangma (Szanghaj) Biotechnology wnosi swój system syntezy białek bezkomórkowych D2P oraz powiązaną z nim automatyzację. Firma opracowała również narzędzia AI do projektowania, przesiewu i optymalizacji białek. Wspólne laboratorium łączy te możliwości ze sprzętem do analizy strukturalnej i funkcjonalnej ośrodka. Takie rozwiązanie obejmuje cały proces, od instrukcji DNA do syntezy próbek białek i pomiarów. Ośrodek opisuje platformę jako wspólną infrastrukturę dla uniwersytetów, instytutów badawczych i firm biotechnologicznych. Jej model usług łączy zautomatyzowaną produkcję z zasobami weryfikacji na miejscu.
Białka stanowią podstawowe składniki leków, enzymów, składników żywności, produktów rolnych i zaawansowanych materiałów. Platforma szanghajska koncentruje się na etapie laboratoryjnym, pomiędzy projektowaniem komputerowym a oceną praktyczną. Deklarowana wydajność 10 000 próbek dziennie wynika z założeń projektowych deweloperów. Organizacje nie opublikowały niezależnego audytu wydajnościowego dla tej wydajności. Do 8 lipca ukończono montaż fizyczny maszyny, ale system nadal był w fazie rozruchu. Organizacje nie ogłosiły rozpoczęcia normalnej eksploatacji do 11 lipca.
Artykuł Chiny opracowują zautomatyzowaną platformę syntezy białek opartą na sztucznej inteligencji pojawił się jako pierwszy w UK Roundup .