SHANGHAI / RankWire.AI / – Kiinalaiset tutkijat ovat julkistaneet tekoälyavusteisen alustan, joka muuntaa tietokoneella suunniteltuja proteiinisekvenssejä fyysisiksi näytteiksi laboratoriotestausta varten. Shanghain kansallinen proteiinitieteen laitos ja Kangma (Shanghai) Biotechnology kehittivät automatisoidun D2Pi-2.0-järjestelmän. Kehittäjien mukaan se on suunniteltu tuottamaan jopa 10 000 proteiininäytettä päivässä. Alusta yhdistää digitaalisen suunnittelun, soluttoman synteesin ja kokeellisen verifioinnin yhteen työnkulkuun. Laite on edelleen käyttöönottovaiheessa sen jälkeen, kun työntekijät ovat suorittaneet sen fyysisen asennuksen.
Järjestelmä valmistaa proteiineja suoraan DNA-templaateista ilman bakteerien, hiivan tai muiden elävien solujen kasvattamista. Soluvapaa synteesi poistaa perinteisessä proteiinintuotannossa käytetyn viljelyvaiheen. Automatisoidut laitteet valmistelevat reaktiot ja kuljettavat eriä tuotantoprosessin läpi. Tekoälytyökalut tukevat sekvenssien suunnittelua ja valintaa ennen laboratoriosynteesin aloittamista. Tutkijat voivat sitten verrata kutakin tuotetta sen aiottuun rakenteeseen, stabiilisuuteen ja biologiseen toimintaan. Tämä järjestely yhdistää laskennalliset tulokset mitattuun laboratorionäyttöön.
D2Pi-2.0-laite muodostaa Shanghain Zhangjiangin tiedealueella sijaitsevan yhteislaboratorion valmistusytimen. Se käsittelee suuren läpimenon proteiinisynteesiä elävien solujen ulkopuolella ja järjestää näytteitä myöhempää analyysia varten. Laitoksen johtaja Wu Jiarui sanoi, että nopea tekoälysuunnittelu on lisännyt nopeamman fyysisen testauksen tarvetta. Alusta korjaa tämän puutteen yhdistämällä sekvenssien luomisen automatisoituun tuotantoon ja validointiin. Tutkijat esittelivät järjestelmää 7. heinäkuuta tehdyllä vierailulla kansallisessa laboratoriossa. Rutiininomaista toiminnan aloituspäivämäärää ei ollut ilmoitettu 11. heinäkuuta mennessä.
Soluttoman järjestelmän linkkien suunnittelu ja testaus
Shanghain laitoksessa on yhdeksän merkittävää teknologia-alustaa proteiinitutkimukseen ja -analyysiin. Sen instrumentteihin kuuluvat ydinmagneettinen resonanssispektroskopia, kryoelektronimikroskopia ja massaspektrometria. Nämä järjestelmät mittaavat proteiinien rakennetta, koostumusta, stabiilisuutta ja biologista aktiivisuutta. Tutkijat voivat tutkia vasta syntetisoituja näytteitä samassa paikassa, jossa ne on tuotettu. Yhdistetty prosessi vähentää siirtoja erillisten suunnittelu-, tuotanto- ja testaustoimintojen välillä. Se luo myös standardoidun reitin suurten proteiinikandidaattiryhmien vertailuun.
Shanghain kansallinen proteiinitieteen laitos on toiminut jaettuna tutkimusinfrastruktuurina vuodesta 2015 lähtien. Se on osa Kiinan tiedeakatemian alaista Shanghain edistynyttä tutkimuslaitosta. Laitos kertoo palvelleensa yli 150 teollisuuden käyttäjää Kiinan merkittävissä bioteknologiakeskuksissa. Sen käyttäjiin kuuluu organisaatioita Shanghaissa, Jangtse-joen suistoalueella, Pekingissä ja Shenzhenissä. Työ on laajentunut yksittäisistä testaustehtävistä yhteislaboratorioihin ja pidempiin tutkimuskumppanuuksiin. Tekoälyproteiinialusta lisää automatisoidun synteesin näihin olemassa oleviin analyyttisiin palveluihin.
Jaettu infrastruktuuri laajentaa proteiinitutkimuksen kapasiteettia
Kangma (Shanghai) Biotechnology tuo mukaan soluttoman D2P-proteiinisynteesijärjestelmänsä ja siihen liittyvän automaation. Yritys on myös kehittänyt tekoälytyökaluja proteiinien suunnitteluun, seulontaan ja optimointiin. Yhdistetty laboratorio yhdistää nämä ominaisuudet laitoksen rakenteellisiin ja toiminnallisiin analyysilaitteisiin. Tämä järjestely kattaa polun DNA-ohjeista syntetisoituihin proteiininäytteisiin ja mittaustuloksiin. Laitos kuvailee alustaa yliopistojen, tutkimuslaitosten ja bioteknologiayritysten yhteiseksi infrastruktuuriksi. Sen palvelumalli yhdistää automatisoidun tuotannon paikan päällä oleviin varmennusresursseihin.
Proteiineja käytetään keskeisinä komponentteina lääkkeissä, entsyymeissä, elintarvikkeiden ainesosissa, maataloustuotteissa ja edistyneissä materiaaleissa. Shanghain alusta keskittyy laboratoriovaiheeseen tietokonepohjaisen suunnittelun ja käytännön arvioinnin välillä. Sen ilmoitettu 10 000 näytteen päivittäinen läpimenoaika on kehittäjien suunnittelutavoite. Organisaatiot eivät ole julkaisseet itsenäisesti auditoitua toimintakykyä koskevaa vertailuarvoa tälle kapasiteetille. Kone oli fyysisesti koottu 8. heinäkuuta mennessä, mutta järjestelmä oli edelleen käyttöönottovaiheessa. Organisaatiot eivät olleet ilmoittaneet rutiinikäytöstä 11. heinäkuuta mennessä.
Artikkeli Kiina kehittää automatisoidun tekoälyproteiinisynteesialustan ilmestyi ensimmäisenä British Postissa .