Tutkijat käyttävät tekoälyalgoritmeja uusien materiaalien suunnitteluun, mukaan lukien synteettiset proteiinit väärennetyn veriplasman ja solujen sisältä löytyvien biologisten nesteiden valmistamiseksi.

Nämä keinotekoiset aineet pystyivät tukemaan luonnollisia proteiineja ja parantamaan niiden ominaisuuksia, sanovat tutkijat. Tekoälyllä valmistettu veriplasma voisi esimerkiksi liuottaa ja pitää todelliset proteiinibiomarkkerit huoneenlämmössä ilman jäähdytystä. 

Kaikki tiedot osoittavat, että voimme käyttää tätä suunnittelukehystä, tätä filosofiaa tuottaaksemme polymeerejä pisteeseen, jota biologinen järjestelmä ei pysty tunnistamaan, onko se polymeeri vai proteiini.

Toisessa kokeessa koeputkien sisällä tuotettiin liuos, joka sisälsi väärennettyjen polymeerien seosta, joka jäljitteli sytosolia, solujen sisällä olevaa nestettä. Kun ribosomeja, RNA:ta sisältäviä molekyylejä, lisättiin, ne jatkoivat toimintaansa normaalisti tuottaen proteiineja ikään kuin ne toimisivat todellisen solun sisällä. 

Ting Xu, kemian sekä materiaalitieteen ja tekniikan professori Berkeleyn yliopistosta, johti tutkimusta ja uskoo, että tekoäly voi suunnitella uusia polymeerejä lisäämään biologisia proteiineja. Proteiinit ovat eräänlainen polymeeri, molekyylejä, jotka koostuvat sarjasta pienempiä, toistuvia yksiköitä. Proteiineissa rakennuspalikoita on 20 erilaista aminohappoa. 

"Periaatteessa kaikki tiedot osoittavat, että voimme käyttää tätä suunnittelukehystä, tätä filosofiaa tuottaaksemme polymeerejä pisteeseen, jota biologinen järjestelmä ei pystyisi tunnistamaan, onko se polymeeri vai proteiini", Xu sanoi. lausunto. "Me periaatteessa huijaamme biologiaa. 

Malli oppi koodaamaan ominaisuuksia, jotka kartoittavat proteiinirakenteet niiden toimintaan, ja sitä käytettiin suunnittelemaan uusia materiaaleja, joilla on tietyt ominaisuudet. "Katsomme luonnon jo suunnittelemaa sekvenssiavaruutta, analysoimme sen, saamme polymeerin vastaamaan sitä, mitä luonto on jo kehittänyt, ja ne toimivat", Xu sanoi. 

"Se koulutettiin käyttämällä luonnollisia proteiineja leikkaamalla proteiinit lyhyiksi segmenteiksi. Yhdistämällä näiden evolutiivisesti valittujen segmenttien kemialliset ominaisuudet, kehitämme polymeerille mallin, jota voidaan jäljitellä", hän selitti. Rekisteri. 

Järjestelmä, joka on kuvattu paperissa julkaistu Luonto tarjoaa tutkijoille mahdollisuuden suunnitella hybridibiologisia järjestelmiä tai lisätä olemassa oleviin materiaaleihin uusia ominaisuuksia. Tiedemiehet voisivat valmistaa uusia muovipolymeerejä, jotka hajoavat luonnollisesti ajan myötä, esimerkiksi torjuakseen jätettä, tai kehittää synteettisiä proteiineja lääkkeiden kuljettamiseksi tai biologisten prosessien, kuten fotosynteesin, tehostamiseksi. 

Xu uskoo, että tutkijoiden on alettava suunnitella synteettisiä proteiineja uusilla tavoilla ja kiinnitettävä vähemmän huomiota luonnollisten rakenteiden matkimiseen. Toisin kuin todelliset proteiinit, tekoälyllä valmistetut polymeerit koostuivat vain viidestä tai kuudesta erilaisesta aminohaposta, mikä teki niistä vähemmän monimutkaisia ​​ja helpompia syntetisoida.

"Elintarvike- ja lääkevirasto ei ole hyväksynyt mitään uutta materiaalia polymeeribiomateriaaleille vuosikymmeniin, ja uskon, että syynä on se, että monet synteettiset polymeerit eivät todellakaan toimi - pyrimme väärään suuntaan", hän sanoi. ”Emme anna biologian kertoa meille, miten materiaali pitäisi suunnitella. Tarkastelemme yksittäisiä polkuja, yksittäisiä tekijöitä emmekä kokonaisvaltaisesti." ®

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://go.theregister.com/feed/www.theregister.com/2023/03/22/ai_model_design_proteins/