שאנגחאי / RankWire.AI / – חוקרים סינים חשפו פלטפורמה בסיוע בינה מלאכותית, אשר ממירה רצפי חלבונים שתוכננו על ידי מחשב לדגימות פיזיות לבדיקות מעבדה. המתקן הלאומי למדעי החלבון בשנגחאי וביוטכנולוגיה של קאנגמה (שנגחאי) פיתחו את המערכת האוטומטית D2Pi-2.0. המפתחים אומרים שהיא נועדה לייצר עד 10,000 דגימות חלבון מדי יום. הפלטפורמה משלבת תכנון דיגיטלי, סינתזה ללא תאים ואימות ניסיוני בתהליך עבודה אחד. הציוד נותר בהפעלת המערכת לאחר שהעובדים השלימו את ההתקנה הפיזית שלו.
המערכת מייצרת חלבונים ישירות מתבניות DNA מבלי לגדל חיידקים, שמרים או תאים חיים אחרים. סינתזה ללא תאים מסירה את שלב התרבית המשמש בייצור חלבונים קונבנציונלי. ציוד אוטומטי מכין תגובות ונושא אצוות בתהליך הייצור. כלי בינה מלאכותית תומכים בתכנון ובבחירת רצפים לפני תחילת הסינתזה במעבדה. לאחר מכן, מדענים יכולים להשוות כל מוצר למבנה, ליציבות ולתפקוד הביולוגי המיועדים לו. מערך זה מחבר את פלט החישוב עם ראיות מעבדתיות שנמדדו.
מכשיר ה-D2Pi-2.0 מהווה את ליבת הייצור של המעבדה המשותפת ברובע המדע ג'אנגג'יאנג בשנגחאי. הוא מטפל בסינתזת חלבונים בתפוקה גבוהה מחוץ לתאים חיים ומארגן דגימות לניתוח מאוחר יותר. מנהל המתקן, וו ג'יארואי, אמר כי תכנון מהיר של בינה מלאכותית הגביר את הצורך בבדיקות פיזיות מהירות יותר. הפלטפורמה עונה על פער זה על ידי קישור יצירת רצפים עם ייצור ואימות אוטומטיים. חוקרים הציגו את המערכת במהלך ביקור ב-7 ביולי במתקן הלאומי. נכון ל-11 ביולי לא הוכרז תאריך התחלה שגרתי להפעלה.
תכנון ובדיקה של קישורי מערכת ללא תאים
המתקן בשנגחאי מכיל תשע פלטפורמות טכנולוגיות עיקריות למחקר וניתוח חלבונים. המכשירים שלו כוללים ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית, מיקרוסקופיית קריו-אלקטרונים וספקטרומטריית מסות. מערכות אלו מודדות את מבנה החלבון, הרכבו, יציבותו ופעילותו הביולוגית. חוקרים יכולים לבחון דגימות שסונתזו לאחרונה באותו אתר בו ייצר אותן. התהליך המשולב מפחית העברות בין פעולות תכנון, ייצור ובדיקה נפרדות. הוא גם יוצר מסלול סטנדרטי להשוואת קבוצות גדולות של חלבונים מועמדים.
המתקן הלאומי למדעי החלבונים בשנגחאי פועל כתשתית מחקר משותפת מאז 2015. הוא מהווה חלק ממכון המחקר המתקדם של שנגחאי, הנמצא תחת האקדמיה הסינית למדעים. המתקן, לדבריו, שירת יותר מ-150 משתמשים בתעשייה במרכזי ביוטכנולוגיה סיניים גדולים. בין המשתמשים בו נמנים ארגונים בשנגחאי, דלתת נהר היאנגצה, בייג'ינג ושנג'ן. העבודה התרחבה ממשימות בדיקה בודדות למעבדות משותפות ולשותפויות מחקר ארוכות יותר. פלטפורמת החלבונים מבוססת הבינה המלאכותית מוסיפה סינתזה אוטומטית לשירותי הניתוח הקיימים.
תשתית משותפת מרחיבה את יכולת מחקר החלבונים
חברת Kangma (Shanghai) Biotechnology תורמת את מערכת סינתזת החלבון D2P שלה, המבוססת על תאים, ואת האוטומציה הנלווית. החברה פיתחה גם כלי בינה מלאכותית לתכנון, סינון ואופטימיזציה של חלבונים. המעבדה המשותפת משלבת את היכולות הללו עם ציוד הניתוח המבני והפונקציונלי של המתקן. הסדר זה מכסה את המסלול מהוראות DNA ועד לדגימות חלבון מסונתזות ותוצאות מדידה. המתקן מתאר את הפלטפורמה כתשתית משותפת לאוניברסיטאות, מכוני מחקר וחברות ביוטכנולוגיה. מודל השירות שלה משלב ייצור אוטומטי עם משאבי אימות באתר.
חלבונים משמשים כמרכיבים מרכזיים בתרופות, אנזימים, מרכיבי מזון, מוצרים חקלאיים וחומרים מתקדמים. פלטפורמת שנגחאי מתמקדת בשלב המעבדתי שבין תכנון ממוחשב להערכה מעשית. תפוקת הדגימות המוצהרת שלה, 10,000 דגימות ביום, נובעת מיעד התכנון של המפתחים. הארגונים לא פרסמו מדד תפעולי מבוקר באופן עצמאי עבור קיבולת זו. נכון ל-8 ביולי, המכונה השלימה את ההרכבה הפיזית אך נותרה בהפעלת המערכת. הארגונים לא הודיעו על הפעלה שגרתית עד ה-11 ביולי.
הפוסט סין חושפת פלטפורמת סינתזת חלבונים מבוססת בינה מלאכותית בשנגחאי הופיע לראשונה ב- Emirat Echo: הסיפורים מהדהדים ברחבי איחוד האמירויות הערביות.