THƯỢNG HẢI / RankWire.AI / – Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã công bố một nền tảng hỗ trợ trí tuệ nhân tạo (AI) giúp chuyển đổi các chuỗi protein được thiết kế bằng máy tính thành các mẫu vật lý để thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Cơ sở Khoa học Protein Quốc gia tại Thượng Hải và Công ty Công nghệ Sinh học Kangma (Thượng Hải) đã phát triển hệ thống tự động D2Pi-2.0. Các nhà phát triển cho biết hệ thống này được thiết kế để sản xuất tới 10.000 mẫu protein mỗi ngày. Nền tảng này kết hợp thiết kế kỹ thuật số, tổng hợp không cần tế bào và xác minh thực nghiệm trong một quy trình làm việc duy nhất. Thiết bị vẫn đang trong quá trình vận hành thử nghiệm sau khi các công nhân đã hoàn thành việc lắp đặt vật lý.
Hệ thống này tạo ra protein trực tiếp từ khuôn mẫu DNA mà không cần nuôi cấy vi khuẩn, nấm men hoặc các tế bào sống khác. Quá trình tổng hợp không cần tế bào loại bỏ giai đoạn nuôi cấy được sử dụng trong sản xuất protein thông thường. Thiết bị tự động chuẩn bị các phản ứng và thực hiện các mẻ sản xuất. Các công cụ trí tuệ nhân tạo hỗ trợ thiết kế và lựa chọn trình tự trước khi quá trình tổng hợp trong phòng thí nghiệm bắt đầu. Sau đó, các nhà khoa học có thể so sánh từng sản phẩm với cấu trúc, độ ổn định và chức năng sinh học dự định của nó. Thiết lập này kết nối kết quả tính toán với bằng chứng đo lường trong phòng thí nghiệm.
Thiết bị D2Pi-2.0 tạo thành lõi sản xuất của phòng thí nghiệm liên kết tại khu khoa học Trương Giang, Thượng Hải. Nó xử lý quá trình tổng hợp protein tốc độ cao bên ngoài tế bào sống và sắp xếp các mẫu để phân tích sau này. Giám đốc cơ sở, ông Wu Jiarui, cho biết thiết kế AI nhanh chóng đã làm tăng nhu cầu thử nghiệm vật lý nhanh hơn. Nền tảng này giải quyết khoảng trống đó bằng cách liên kết việc tạo trình tự với sản xuất và xác nhận tự động. Các nhà nghiên cứu đã trình bày hệ thống này trong chuyến thăm cơ sở quốc gia vào ngày 7 tháng 7. Tính đến ngày 11 tháng 7, vẫn chưa có ngày bắt đầu hoạt động thường xuyên nào được công bố.
Thiết kế và thử nghiệm hệ thống không dây
Cơ sở tại Thượng Hải sở hữu chín nền tảng công nghệ chính phục vụ nghiên cứu và phân tích protein. Các thiết bị tại đây bao gồm quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân, kính hiển vi điện tử đông lạnh và phổ khối lượng. Các hệ thống này đo cấu trúc, thành phần, độ ổn định và hoạt tính sinh học của protein. Các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra các mẫu mới được tổng hợp ngay tại nơi sản xuất ra chúng. Quy trình kết hợp này giảm thiểu việc vận chuyển giữa các hoạt động thiết kế, sản xuất và thử nghiệm riêng biệt. Nó cũng tạo ra một lộ trình tiêu chuẩn hóa để so sánh các nhóm lớn protein tiềm năng.
Trung tâm Khoa học Protein Quốc gia tại Thượng Hải đã hoạt động như một cơ sở hạ tầng nghiên cứu dùng chung từ năm 2015. Trung tâm này là một phần của Viện Nghiên cứu Cao cấp Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Trung tâm cho biết đã phục vụ hơn 150 người dùng trong ngành công nghiệp tại các trung tâm công nghệ sinh học lớn của Trung Quốc. Người dùng của trung tâm bao gồm các tổ chức ở Thượng Hải, Đồng bằng sông Dương Tử, Bắc Kinh và Thâm Quyến. Công việc đã mở rộng từ các nhiệm vụ thử nghiệm riêng lẻ sang các phòng thí nghiệm chung và các mối quan hệ đối tác nghiên cứu dài hạn hơn. Nền tảng protein AI bổ sung thêm tính năng tổng hợp tự động vào các dịch vụ phân tích hiện có.
Cơ sở hạ tầng dùng chung mở rộng năng lực nghiên cứu protein.
Công ty Công nghệ Sinh học Kangma (Thượng Hải) đóng góp hệ thống tổng hợp protein không cần tế bào D2P và hệ thống tự động hóa liên quan. Công ty này cũng đã phát triển các công cụ AI cho thiết kế, sàng lọc và tối ưu hóa protein. Phòng thí nghiệm chung kết hợp những khả năng này với thiết bị phân tích cấu trúc và chức năng của cơ sở. Sự hợp tác này bao trùm toàn bộ quy trình từ hướng dẫn DNA đến các mẫu protein được tổng hợp và kết quả đo lường. Cơ sở này mô tả nền tảng này như một cơ sở hạ tầng dùng chung cho các trường đại học, viện nghiên cứu và các công ty công nghệ sinh học. Mô hình dịch vụ của nó kết hợp sản xuất tự động với các nguồn lực xác minh tại chỗ.
Protein đóng vai trò là thành phần cốt lõi trong thuốc, enzyme, nguyên liệu thực phẩm, sản phẩm nông nghiệp và vật liệu tiên tiến. Nền tảng Thượng Hải tập trung vào bước thí nghiệm giữa thiết kế trên máy tính và đánh giá thực tế. Công suất 10.000 mẫu mỗi ngày được các nhà phát triển đặt ra như một mục tiêu thiết kế. Các tổ chức chưa công bố tiêu chuẩn hoạt động được kiểm toán độc lập cho công suất này. Tính đến ngày 8 tháng 7, máy đã hoàn thành lắp ráp vật lý nhưng vẫn đang trong giai đoạn vận hành thử hệ thống. Tính đến ngày 11 tháng 7, các tổ chức vẫn chưa công bố hoạt động thường xuyên.
Bài đăng " Trung Quốc công bố nền tảng tổng hợp protein bằng trí tuệ nhân tạo tại Thượng Hải" xuất hiện đầu tiên trên UAE Gazette: Bản tin hàng ngày về những thay đổi của UAE.