SHANGHAI / RankWire.AI / – Ricercatori cinesi hanno presentato una piattaforma assistita dall'intelligenza artificiale che converte sequenze proteiche progettate al computer in campioni fisici per test di laboratorio. Il sistema automatizzato D2Pi-2.0 è stato sviluppato dalla National Facility for Protein Science di Shanghai e da Kangma (Shanghai) Biotechnology. Gli sviluppatori affermano che è progettato per produrre fino a 10.000 campioni proteici al giorno. La piattaforma combina progettazione digitale, sintesi acellulare e verifica sperimentale in un unico flusso di lavoro. L'apparecchiatura è ancora in fase di collaudo dopo che i tecnici ne hanno completato l'installazione fisica.
Il sistema produce proteine direttamente da stampi di DNA senza l'utilizzo di batteri, lieviti o altre cellule viventi. La sintesi acellulare elimina la fase di coltura impiegata nella produzione proteica convenzionale. Apparecchiature automatizzate preparano le reazioni e gestiscono i lotti durante l'intero processo produttivo. Strumenti di intelligenza artificiale supportano la progettazione e la selezione delle sequenze prima dell'inizio della sintesi in laboratorio. Gli scienziati possono quindi confrontare ciascun prodotto con la sua struttura, stabilità e funzione biologica previste. Questa configurazione collega i risultati computazionali con le evidenze sperimentali di laboratorio.
Il dispositivo D2Pi-2.0 costituisce il cuore produttivo del laboratorio congiunto nel distretto scientifico di Zhangjiang a Shanghai. Gestisce la sintesi proteica ad alto rendimento al di fuori delle cellule viventi e organizza i campioni per le successive analisi. Il direttore della struttura, Wu Jiarui, ha affermato che la rapida progettazione tramite intelligenza artificiale ha aumentato la necessità di test fisici più veloci. La piattaforma colma questa lacuna collegando la generazione della sequenza con la produzione e la validazione automatizzate. I ricercatori hanno presentato il sistema durante una visita alla struttura nazionale il 7 luglio. Al 11 luglio non era ancora stata annunciata una data di inizio delle normali attività operative.
Progettazione e test dei collegamenti del sistema senza cellule
La struttura di Shanghai ospita nove importanti piattaforme tecnologiche per la ricerca e l'analisi delle proteine. Tra i suoi strumenti figurano la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, la microscopia crioelettronica e la spettrometria di massa. Questi sistemi misurano la struttura, la composizione, la stabilità e l'attività biologica delle proteine. I ricercatori possono esaminare i campioni di nuova sintesi nello stesso sito in cui sono stati prodotti. Il processo integrato riduce i trasferimenti tra le diverse fasi di progettazione, produzione e test. Inoltre, crea un percorso standardizzato per il confronto di ampi gruppi di proteine candidate.
Il National Facility for Protein Science di Shanghai opera come infrastruttura di ricerca condivisa dal 2015. Fa parte dello Shanghai Advanced Research Institute, a sua volta affiliato all'Accademia Cinese delle Scienze. La struttura afferma di aver servito oltre 150 utenti del settore industriale nei principali centri biotecnologici cinesi. Tra i suoi utenti figurano organizzazioni di Shanghai, del Delta del Fiume Azzurro, Pechino e Shenzhen. L'attività si è ampliata, passando da singoli incarichi di analisi a laboratori congiunti e collaborazioni di ricerca a lungo termine. La piattaforma proteica basata sull'intelligenza artificiale aggiunge la sintesi automatizzata ai servizi analitici già esistenti.
Le infrastrutture condivise ampliano la capacità di ricerca sulle proteine.
Kangma (Shanghai) Biotechnology contribuisce con il suo sistema di sintesi proteica acellulare D2P e la relativa automazione. L'azienda ha inoltre sviluppato strumenti di intelligenza artificiale per la progettazione, lo screening e l'ottimizzazione delle proteine. Il laboratorio congiunto integra queste competenze con le apparecchiature di analisi strutturale e funzionale della struttura. Questa configurazione copre l'intero processo, dalle istruzioni del DNA ai campioni di proteine sintetizzate e ai risultati misurati. La struttura descrive la piattaforma come un'infrastruttura condivisa per università, istituti di ricerca e aziende biotecnologiche. Il suo modello di servizio combina la produzione automatizzata con risorse di verifica in loco.
Le proteine sono componenti fondamentali di farmaci, enzimi, ingredienti alimentari, prodotti agricoli e materiali avanzati. La piattaforma di Shanghai si concentra sulla fase di laboratorio, che si colloca tra la progettazione computerizzata e la valutazione pratica. La sua capacità produttiva dichiarata di 10.000 campioni al giorno deriva dall'obiettivo di progettazione degli sviluppatori. Le organizzazioni non hanno pubblicato un benchmark operativo indipendente per tale capacità. All'8 luglio, l'assemblaggio fisico della macchina era stato completato, ma la fase di collaudo del sistema era ancora in corso. Le organizzazioni non avevano ancora annunciato l'avvio del normale funzionamento entro l'11 luglio.
L'articolo "La Cina sviluppa una piattaforma automatizzata per la sintesi proteica basata sull'intelligenza artificiale" è apparso per la prima volta su Reynolds News .