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AI無需人干預(yù)設(shè)計新蛋白質(zhì)

發(fā)布時間:2024-01-15 09:52:00來源: 科技日報

  《自然·化學(xué)工程》創(chuàng)刊號1月12日發(fā)表一項研究,報道了一個能對蛋白質(zhì)進(jìn)行工程改造的、由人工智能(AI)驅(qū)動的全自動機(jī)器人。研究結(jié)果是對無需人類干預(yù)的蛋白質(zhì)設(shè)計和構(gòu)建的一次概念驗(yàn)證。

  蛋白質(zhì)在所有生命形式中都起著重要作用。其各種功能廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)、化學(xué)和醫(yī)學(xué)。改造新的蛋白質(zhì)通常是個重復(fù)且費(fèi)力的過程,有時甚至要好多年才能完成。由于生物性狀和實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性,開發(fā)一個能持續(xù)運(yùn)作不休息并能從產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)的全自動系統(tǒng),一直是個挑戰(zhàn)。

  美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校團(tuán)隊此次設(shè)計了名為SAMPLE的機(jī)器人平臺。其能在沒有人類干預(yù)或反饋的情況下快速改造蛋白質(zhì)。該平臺由AI驅(qū)動,能學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)序列和功能間的關(guān)系,設(shè)計出新的蛋白質(zhì)后把這些蛋白質(zhì)送到機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行測試,再向AI算法進(jìn)行反饋,提升其理解。

  為測試該系統(tǒng),研究人員用4個SAMPLE智能體改造出了耐熱性更好的酶。雖然搜索行為不同,但每個SAMPLE智能體都能發(fā)現(xiàn)熱穩(wěn)定性更好的酶。團(tuán)隊估計,這個機(jī)器人系統(tǒng)或許只要幾周就能改造完這些蛋白質(zhì),而同樣任務(wù)人類科學(xué)家可能需要6-12個月才能完成。

  研究團(tuán)隊指出,獲取資源延遲、機(jī)器人故障和系統(tǒng)宕機(jī)可能會影響該機(jī)器人研發(fā)蛋白質(zhì)的總耗時。他們提議可利用該系統(tǒng)協(xié)助科學(xué)家按需發(fā)現(xiàn)和設(shè)計蛋白質(zhì)。(記者張夢然)

(責(zé)編:李雨潼)

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