Ερευνητές ανέπτυξαν μια πλατφόρμα που βασίζεται σε ένα ρομπότ, καθοδηγούμενο από ένα υπολογιστικό σύστημα Τεχνητής Νοημοσύνης, το οποίο θα μπορούσε να μειώσει το χρόνο για τη σύνθεση νέων πρωτεϊνών από μήνες σε εβδομάδες.
Οι ερευνητές βρίσκουν ευρείες εφαρμογές για τις πρόσφατα κατασκευασμένες πρωτεΐνες που θα μπορούσαν να διαδραματίσουν ρόλο στην Ιατρική, τη Χημεία, την Επιστήμη των Υλικών και τη Βιοτεχνολογία. Ωστόσο, η ανάπτυξη των μεγάλων βιομορίων μπορεί να είναι απίστευτα χρονοβόρα.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Philip Romero, επίκουρο καθηγητή πρωτεϊνικής μηχανικής και υπολογιστικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison, ανέπτυξε μια πλατφόρμα σχεδιασμένη να επιταχύνει τη διαδικασία σύνθεσης νέων πρωτεϊνών χωρίς να απαιτείται ανθρώπινη παρέμβαση.
Ονόμασαν τη ρομποτική πλατφόρμα Self-driving Autonomous Machines for Protein Landscape Exploration (SAMPLE). Οι
Οι ερευνητές αξιολόγησαν τις προσπάθειες των τεσσάρων παραγόντων SAMPLE για τη δημιουργία ενζύμων γλυκοσιδικής υδρολάσης, βελτιώνοντας παράλληλα την αντοχή τους στη θερμότητα.
«Παρά τις ατομικές διαφορές στη συμπεριφορά αναζήτησης, και οι τέσσερις παράγοντες συγκλίνουν γρήγορα σε θερμοσταθερά ένζυμα. Τα αυτόνομα εργαστήρια αυτοματοποιούν και επιταχύνουν τη διαδικασία της επιστημονικής αναζήτησης και έχουν μεγάλες δυνατότητες για τους τομείς της πρωτεϊνικής μηχανικής και της συνθετικής βιολογίας», αναφέρουν οι συγγραφείς σε άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Nature Chemical Engineering.
Με βάση τη μελέτη, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η πλατφόρμα θα μπορούσε να συνθέσει αυτές τις πρωτεΐνες μέσα σε λίγες εβδομάδες, ενώ οι άνθρωποι επιστήμονες θα χρειάζονταν πιθανώς έξι έως 12 μήνες για να επιτύχουν τα ίδια αποτελέσματα. Αν η πλατφόρμα SAMPLE εκπληρώσει την υπόσχεσή της, θα μπορούσε να προαναγγείλει μια εποχή σύνθεσης πρωτεϊνών κατά παραγγελία.
«Η πρωτεϊνική μηχανική έχει σχεδόν απεριόριστες εφαρμογές στη Χημεία, την Ενέργεια και την Ιατρική, αλλά η δημιουργία νέων πρωτεϊνών με βελτιωμένες ή νέες λειτουργίες παραμένει αργή, απαιτητική και αναποτελεσματική», αναφέρεται στη μελέτη.
Ο ισχυρός συνδυασμός της Τεχνητής Νοημοσύνης και της αυτοματοποίησης επηρεάζει σχεδόν κάθε βιομηχανία, από τη μεταποίηση και την παρασκευή τροφίμων μέχρι τη φαρμακευτική έρευνα, τη γεωργία και τη διαχείριση αποβλήτων. Τα αυτόνομα εργαστήρια θα φέρουν επανάσταση στους τομείς της βιομοριακής μηχανικής και της συνθετικής βιολογίας, αυτοματοποιώντας τις εξαιρετικά αναποτελεσματικές, χρονοβόρες και επίπονες διαδικασίες πρωτεϊνικής μηχανικής, επιτρέποντας την ταχεία διεκπεραίωση και επιτρέποντας στους ερευνητές να επικεντρωθούν σε σημαντικές μεταγενέστερες εφαρμογές.
