ΣΑΓΚΑΗ / RankWire.AI / – Κινέζοι ερευνητές παρουσίασαν μια πλατφόρμα με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης που μετατρέπει αλληλουχίες πρωτεϊνών που έχουν σχεδιαστεί από υπολογιστή σε φυσικά δείγματα για εργαστηριακές δοκιμές. Η Εθνική Μονάδα Επιστήμης Πρωτεϊνών στη Σαγκάη και η Kangma (Shanghai) Biotechnology ανέπτυξαν το αυτοματοποιημένο σύστημα D2Pi-2.0. Οι προγραμματιστές λένε ότι έχει σχεδιαστεί για να παράγει έως και 10.000 δείγματα πρωτεΐνης κάθε μέρα. Η πλατφόρμα συνδυάζει τον ψηφιακό σχεδιασμό, τη σύνθεση χωρίς κύτταρα και την πειραματική επαλήθευση σε μία ροή εργασίας. Ο εξοπλισμός παραμένει υπό λειτουργία του συστήματος μετά την ολοκλήρωση της φυσικής του εγκατάστασης από τους εργαζόμενους.
Το σύστημα παράγει πρωτεΐνες απευθείας από πρότυπα DNA χωρίς να αναπτύσσει βακτήρια, ζυμομύκητες ή άλλα ζωντανά κύτταρα. Η σύνθεση χωρίς κύτταρα αφαιρεί το στάδιο καλλιέργειας που χρησιμοποιείται στην συμβατική παραγωγή πρωτεϊνών. Ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός προετοιμάζει αντιδράσεις και μεταφέρει παρτίδες στη διαδικασία παραγωγής. Τα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης υποστηρίζουν τον σχεδιασμό και την επιλογή αλληλουχίας πριν ξεκινήσει η εργαστηριακή σύνθεση. Οι επιστήμονες μπορούν στη συνέχεια να συγκρίνουν κάθε προϊόν με την προβλεπόμενη δομή, σταθερότητα και βιολογική λειτουργία του. Αυτή η ρύθμιση συνδέει την υπολογιστική έξοδο με μετρούμενα εργαστηριακά στοιχεία.
Η συσκευή D2Pi-2.0 αποτελεί τον πυρήνα κατασκευής του κοινού εργαστηρίου στην επιστημονική περιοχή Zhangjiang της Σαγκάης. Χειρίζεται τη σύνθεση πρωτεϊνών υψηλής απόδοσης εκτός ζωντανών κυττάρων και οργανώνει δείγματα για μεταγενέστερη ανάλυση. Ο διευθυντής της εγκατάστασης, Wu Jiarui, δήλωσε ότι ο γρήγορος σχεδιασμός με τεχνητή νοημοσύνη έχει αυξήσει την ανάγκη για ταχύτερες φυσικές δοκιμές. Η πλατφόρμα αντιμετωπίζει αυτό το κενό συνδέοντας τη δημιουργία αλληλουχιών με την αυτοματοποιημένη παραγωγή και επικύρωση. Οι ερευνητές παρουσίασαν το σύστημα κατά τη διάρκεια επίσκεψης στις 7 Ιουλίου στην εθνική εγκατάσταση. Δεν είχε ανακοινωθεί ημερομηνία έναρξης λειτουργίας από τις 11 Ιουλίου.
Σχεδιασμός και δοκιμή συνδέσεων συστήματος χωρίς κυψέλες
Η εγκατάσταση στη Σαγκάη στεγάζει εννέα μεγάλες τεχνολογικές πλατφόρμες για την έρευνα και ανάλυση πρωτεϊνών. Τα όργανά της περιλαμβάνουν φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία και φασματομετρία μάζας. Αυτά τα συστήματα μετρούν τη δομή, τη σύνθεση, τη σταθερότητα και τη βιολογική δραστηριότητα των πρωτεϊνών. Οι ερευνητές μπορούν να εξετάσουν πρόσφατα συντεθειμένα δείγματα στην ίδια τοποθεσία που τα παρήγαγε. Η συνδυασμένη διαδικασία μειώνει τις μεταφορές μεταξύ ξεχωριστών εργασιών σχεδιασμού, παραγωγής και δοκιμών. Δημιουργεί επίσης μια τυποποιημένη οδό για τη σύγκριση μεγάλων ομάδων υποψήφιων πρωτεϊνών.
Η Εθνική Εγκατάσταση για την Επιστήμη των Πρωτεϊνών στη Σαγκάη λειτουργεί ως κοινή ερευνητική υποδομή από το 2015. Αποτελεί μέρος του Ινστιτούτου Προηγμένης Έρευνας της Σαγκάης που υπάγεται στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Η εγκατάσταση αναφέρει ότι έχει εξυπηρετήσει περισσότερους από 150 χρήστες της βιομηχανίας σε μεγάλα κινεζικά κέντρα βιοτεχνολογίας. Στους χρήστες της περιλαμβάνονται οργανισμοί στη Σαγκάη, το Δέλτα του ποταμού Γιανγκτσέ, το Πεκίνο και τη Σεντζέν. Το έργο έχει επεκταθεί από μεμονωμένες αναθέσεις δοκιμών σε κοινά εργαστήρια και μακροπρόθεσμες ερευνητικές συνεργασίες. Η πλατφόρμα πρωτεϊνών τεχνητής νοημοσύνης προσθέτει αυτοματοποιημένη σύνθεση στις υπάρχουσες αναλυτικές υπηρεσίες.
Η κοινή υποδομή επεκτείνει την ερευνητική ικανότητα για πρωτεΐνες
Η Kangma (Shanghai) Biotechnology συνεισφέρει το σύστημα σύνθεσης πρωτεϊνών D2P χωρίς κύτταρα και τον σχετικό αυτοματισμό. Η εταιρεία έχει επίσης αναπτύξει εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης για τον σχεδιασμό, τον έλεγχο και τη βελτιστοποίηση πρωτεϊνών. Το κοινό εργαστήριο συνδυάζει αυτές τις δυνατότητες με τον εξοπλισμό δομικής και λειτουργικής ανάλυσης της εγκατάστασης. Αυτή η ρύθμιση καλύπτει τη διαδρομή από τις οδηγίες DNA έως τα δείγματα συνθετικών πρωτεϊνών και τα μετρούμενα αποτελέσματα. Η εγκατάσταση περιγράφει την πλατφόρμα ως κοινόχρηστη υποδομή για πανεπιστήμια, ερευνητικά ιδρύματα και εταιρείες βιοτεχνολογίας. Το μοντέλο υπηρεσιών της συνδυάζει την αυτοματοποιημένη παραγωγή με πόρους επιτόπιας επαλήθευσης.
Οι πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως βασικά συστατικά σε φάρμακα, ένζυμα, συστατικά τροφίμων, γεωργικά προϊόντα και προηγμένα υλικά. Η πλατφόρμα της Σαγκάης επικεντρώνεται στο εργαστηριακό βήμα μεταξύ του σχεδιασμού μέσω υπολογιστή και της πρακτικής αξιολόγησης. Η δηλωμένη απόδοση των 10.000 δειγμάτων ανά ημέρα προέρχεται από τον στόχο σχεδιασμού των προγραμματιστών. Οι οργανισμοί δεν έχουν δημοσιεύσει ανεξάρτητα ελεγμένο λειτουργικό σημείο αναφοράς για αυτήν την χωρητικότητα. Μέχρι τις 8 Ιουλίου, το μηχάνημα είχε ολοκληρώσει τη φυσική συναρμολόγηση, αλλά παρέμενε σε λειτουργία συστήματος. Οι οργανισμοί δεν είχαν ανακοινώσει την τακτική λειτουργία του έως τις 11 Ιουλίου.
Η ανάρτηση Η Κίνα αναπτύσσει αυτοματοποιημένη πλατφόρμα σύνθεσης πρωτεϊνών με τεχνητή νοημοσύνη εμφανίστηκε πρώτα στην εφημερίδα Dag .