Bạn có biết về protein được tạo ra từ AI? Trong khoa học sự sống, dự đoán cấu trúc protein là một chủ đề hấp dẫn thu hút nhiều nhà khoa học, nhưng cũng gặp khó khăn, chi phí cao và tiến độ chậm, cho đến khi có thêm trí tuệ nhân tạo, vấn đề kéo dài hàng thế kỷ về sự gấp protein riêng lẻ đã phần lớn đã được giải quyết. Sự tiến bộ mang tính cách mạng này đã tạo ra những làn sóng lớn trong ngành khoa học cơ bản, và thế giới từ đó bước vào thời kỳ bùng nổ về công nghệ khoa học sự sống.
Trong bối cảnh đại dịch viêm phổi, sinh học tổng hợp AI + đang được đà phát triển, và thiết kế protein AI đang xuất hiện. Gần đây, công ty AI Tianyang, dựa trên nền tảng thiết kế protein do AI tự phát triển TRDesign, đã thiết kế từ đầu một chất kết dính protein ngòi coronavirus mới (protein S) có thể ngăn chặn sự liên kết của protein ngòi và thụ thể ACE2 trong tế bào người. .Các nhà khoa học đang nghiên cứu các protein được tạo ra từ AI.
ACE2, men chuyển 2, là một thụ thể cần thiết cho sự xâm nhập của neocoronavirus (SARS-CoV-2) vào tế bào người và đóng một vai trò quan trọng trong sự xâm nhập tế bào SARS-CoV-2. So với cách tiếp cận truyền thống là chuẩn bị kháng thể hoặc điều chỉnh ACE2 tự nhiên, phương pháp thiết kế của Tianyang có ưu điểm là trọng lượng phân tử nhỏ của miniprotein, độ ổn định nhiệt cao và chi phí thấp, cũng như phương pháp tính toán hiệu quả hơn và không gian gấp phong phú hơn, có thể bao phủ hiệu quả toàn bộ giao diện của ACE2 liên kết với protein tăng đột biến neocoronavirus để đối phó với các đột biến tiềm ẩn khác nhau của vi rút, đây là loại vi rút đầu tiên thuộc loại này ở Trung Quốc.
Trên toàn cầu, thiết kế protein dựa trên AI đã chuyển đổi từ khái niệm công nghệ sang xác minh giá trị và một số enzyme sinh học và protein dược phẩm do AI dẫn đầu đã bước vào thử nghiệm lâm sàng. Sự gia nhập mạnh mẽ của các công ty trong nước đã thúc đẩy sự phong phú hóa công nghệ trong lĩnh vực này và đặt nền tảng vững chắc cho việc tăng cường sức mạnh chiến lược về khoa học và công nghệ của công nghệ sinh học tổng hợp. Người ta tin rằng một số lượng lớn các tổ chức và công ty sẽ tham gia vào làn sóng đổi mới công nghệ trong lĩnh vực này trong những năm tới.Một số thí nghiệm khoa học về protein được làm bằng AI.
Sinh học tổng hợp đang ngày càng trở thành một động lực đột phá trong việc hình thành nền kinh tế sinh học, chuyển dần từ nghiên cứu lý thuyết sang mô hình sản xuất trong tương lai. Về mặt lý thuyết, sinh học tổng hợp đề cập đến việc thiết kế và biến đổi gen của các tế bào hoặc cơ thể sống để có các chức năng sinh học đáp ứng nhu cầu của con người, hoặc thậm chí tạo ra các hệ thống sinh học mới, bằng cách xây dựng các thành phần, thiết bị và hệ thống chức năng sinh học. Vi sinh vật có thể tạo ra nhiều sản phẩm hiện đang được sản xuất công nghiệp, vì vậy sinh học tổng hợp đưa ra những phương pháp mới để sản xuất hầu hết mọi thứ mà con người cần, từ gia vị, dệt may đến thực phẩm và nhiên liệu.
Sự phát triển của sinh học tổng hợp hứa hẹn sẽ làm cho chuỗi cung ứng ít bị hạn chế hơn do nguồn nguyên liệu sẵn có. Các công ty có thể thiết kế và sản xuất số lượng sản phẩm không giới hạn từ đầu bằng cách sử dụng tế bào. Ví dụ, 0,5 gam tế bào cơ bắp bò có thể tạo ra 4,4 tỷ pound thịt bò, nhiều hơn Mexico tiêu thụ trong một năm. Sinh học tổng hợp đã tạo ra các công ty khởi nghiệp dựa trên khoa học đang cố gắng chuyển đổi các sản phẩm và quy trình truyền thống. Một số tiến bộ khoa học đã được thực hiện trong các protein được tạo ra từ AI.
Trong những năm gần đây, các thuật toán AI dựa trên học tập sâu đã phát triển nhanh chóng và khả năng vượt trội của chúng để liên tục học hỏi từ lượng dữ liệu khổng lồ và khám phá thông minh các không gian chưa biết, phù hợp hiệu quả với nhu cầu hiện tại của các nền tảng thử nghiệm kỹ thuật trong sinh học tổng hợp, cho thấy rất tốt tiềm năng khai thác thông tin tương quan vĩ độ cao về các đặc điểm sinh học phức tạp và thiết kế các hệ thống sống.
Thiết kế ab ban đầu do AI dẫn dắt áp dụng cho sinh học tổng hợp cho phép thiết kế có mục đích các thành phần sinh học tiêu chuẩn với các chức năng cụ thể, thay thế một số nhu cầu để có được biểu hiện và thử nghiệm hiệu quả trong các thí nghiệm, kéo dài thời gian và chi phí tối ưu hóa thí nghiệm hạ nguồn và hàng triệu các protein có giá trị mà không thể thu được bằng phương pháp sinh học hiện có thể được nghiên cứu trực tiếp bằng thiết kế và được sử dụng trong y sinh và hóa học, công nghiệp, nông nghiệp, thực phẩm, khoa học vật liệu, bảo vệ môi trường và nhiều lĩnh vực khác, thúc đẩy ứng dụng sinh học tổng hợp cho kỹ thuật hạ cánh.