เซี่ยงไฮ้ / RankWire.AI / – นักวิจัยชาวจีนได้เปิดตัวแพลตฟอร์มที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการแปลงลำดับโปรตีนที่ออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ให้เป็นตัวอย่างทางกายภาพสำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ระบบ D2Pi-2.0 แบบอัตโนมัตินี้ได้รับการพัฒนาโดย ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์โปรตีนแห่งชาติในเซี่ยงไฮ้ และบริษัทคังหม่า (เซี่ยงไฮ้) ไบโอเทคโนโลยี ผู้พัฒนาอ้างว่าระบบนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อผลิตตัวอย่างโปรตีนได้มากถึง 10,000 ตัวอย่างต่อวัน แพลตฟอร์มนี้รวมการออกแบบดิจิทัล การสังเคราะห์แบบไร้เซลล์ และการตรวจสอบเชิงทดลองเข้าไว้ในขั้นตอนเดียว อุปกรณ์ดังกล่าวยังอยู่ในระหว่างการทดสอบระบบหลังจากที่คนงานติดตั้งเสร็จสมบูรณ์แล้ว
ระบบนี้สร้างโปรตีนโดยตรงจากแม่แบบ DNA โดยไม่ต้องเพาะเลี้ยงแบคทีเรีย ยีสต์ หรือเซลล์สิ่งมีชีวิตอื่นๆ การสังเคราะห์แบบไร้เซลล์ช่วยขจัดขั้นตอนการเพาะเลี้ยงที่ใช้ในการผลิตโปรตีนแบบดั้งเดิม อุปกรณ์อัตโนมัติเตรียมปฏิกิริยาและดำเนินการผลิตเป็นชุดๆ เครื่องมือ AI สนับสนุนการออกแบบและการคัดเลือกลำดับก่อนเริ่มการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ จากนั้นนักวิทยาศาสตร์สามารถเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้นกับโครงสร้าง ความเสถียร และหน้าที่ทางชีวภาพที่ต้องการได้ ระบบนี้เชื่อมโยงผลลัพธ์จากการคำนวณเข้ากับหลักฐานที่วัดได้ในห้องปฏิบัติการ
อุปกรณ์ D2Pi-2.0 เป็นหัวใจหลักในการผลิตของห้องปฏิบัติการร่วมในเขตวิทยาศาสตร์จางเจียงของเซี่ยงไฮ้ อุปกรณ์นี้สามารถสังเคราะห์โปรตีนปริมาณมากนอกเซลล์สิ่งมีชีวิตและจัดเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ในภายหลัง อู๋ เจียรุย ผู้อำนวยการศูนย์ฯ กล่าวว่า การออกแบบด้วย AI ที่รวดเร็วได้เพิ่มความต้องการการทดสอบทางกายภาพที่รวดเร็วยิ่งขึ้น แพลตฟอร์มนี้ช่วยเติมเต็มช่องว่างดังกล่าวโดยเชื่อมโยงการสร้างลำดับกับกระบวนการผลิตและการตรวจสอบอัตโนมัติ นักวิจัยได้นำเสนอระบบนี้ระหว่างการเยี่ยมชมศูนย์แห่งชาติเมื่อวันที่ 7 กรกฎาคม ณ วันที่ 11 กรกฎาคม ยังไม่มีการประกาศวันเริ่มต้นการดำเนินงานตามปกติ
ระบบไร้เซลล์เชื่อมโยงการออกแบบและการทดสอบ
ศูนย์วิจัยเซี่ยงไฮ้เป็นที่ตั้งของแพลตฟอร์มเทคโนโลยีหลัก 9 แพลตฟอร์มสำหรับ การวิจัย และวิเคราะห์โปรตีน เครื่องมือต่างๆ ได้แก่ สเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็ง และแมสสเปกโทรเมตรี ระบบเหล่านี้ใช้วัดโครงสร้าง องค์ประกอบ ความเสถียร และกิจกรรมทางชีวภาพของโปรตีน นักวิจัยสามารถตรวจสอบตัวอย่างที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ได้ในสถานที่เดียวกันกับที่ผลิตตัวอย่างนั้น กระบวนการแบบรวมนี้ช่วยลดการถ่ายโอนระหว่างการออกแบบ การผลิต และการทดสอบที่แยกจากกัน นอกจากนี้ยังสร้างเส้นทางมาตรฐานสำหรับการเปรียบเทียบกลุ่มโปรตีนเป้าหมายจำนวนมากอีกด้วย
ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์โปรตีนแห่งชาติในเซี่ยงไฮ้ ดำเนินงานในฐานะโครงสร้างพื้นฐานการวิจัยร่วมมาตั้งแต่ปี 2015 โดยเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันวิจัยขั้นสูงแห่งเซี่ยงไฮ้ ภายใต้สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีน ศูนย์ฯ ระบุว่าได้ให้บริการแก่ผู้ใช้ในภาคอุตสาหกรรมมากกว่า 150 ราย ในศูนย์กลางเทคโนโลยีชีวภาพที่สำคัญของจีน ผู้ใช้บริการประกอบด้วยองค์กรต่างๆ ในเซี่ยงไฮ้ เขตสามเหลี่ยมปากแม่น้ำแยงซี ปักกิ่ง และเซินเจิ้น การทำงานได้ขยายจากงานทดสอบรายบุคคลไปสู่ห้องปฏิบัติการร่วม และความร่วมมือด้านการวิจัยระยะยาว แพลตฟอร์มโปรตีน AI เพิ่มการสังเคราะห์อัตโนมัติให้กับบริการวิเคราะห์ที่มีอยู่เดิม
โครงสร้างพื้นฐานร่วมกันช่วยขยายขีดความสามารถในการวิจัยโปรตีน
บริษัท Kangma (Shanghai) Biotechnology ได้นำระบบสังเคราะห์โปรตีนแบบไร้เซลล์ D2P และระบบอัตโนมัติที่เกี่ยวข้องมาใช้ นอกจากนี้ บริษัทฯ ยังได้พัฒนาเครื่องมือ AI สำหรับการออกแบบ คัดกรอง และปรับปรุงโปรตีน ห้องปฏิบัติการร่วมนี้ได้รวบรวมความสามารถเหล่านั้นเข้ากับอุปกรณ์วิเคราะห์โครงสร้างและหน้าที่ของศูนย์ฯ การจัดเตรียมนี้ครอบคลุมเส้นทางตั้งแต่คำสั่ง DNA ไปจนถึงตัวอย่างโปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้นและผลลัพธ์ที่วัดได้ ศูนย์ฯ อธิบายแพลตฟอร์มนี้ว่าเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ใช้ร่วมกันสำหรับมหาวิทยาลัย สถาบันวิจัย และบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพ รูปแบบการให้บริการของแพลตฟอร์มนี้ผสมผสานการผลิตแบบอัตโนมัติเข้ากับทรัพยากรการตรวจสอบในสถานที่
โปรตีนเป็นส่วนประกอบหลักในยา เอนไซม์ ส่วนผสมอาหาร ผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร และวัสดุขั้นสูง แพลตฟอร์มเซี่ยงไฮ้มุ่งเน้นขั้นตอนในห้องปฏิบัติการระหว่างการออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์และการประเมินผลในทางปฏิบัติ กำลังการผลิตที่ระบุไว้ 10,000 ตัวอย่างต่อวันมาจากเป้าหมายการออกแบบของผู้พัฒนา องค์กรยังไม่ได้เปิดเผยเกณฑ์มาตรฐานการทำงานที่ได้รับการตรวจสอบโดยอิสระสำหรับกำลังการผลิตดังกล่าว ณ วันที่ 8 กรกฎาคม เครื่องจักรได้ประกอบเสร็จสมบูรณ์แล้ว แต่ยังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบระบบ องค์กรยังไม่ได้ประกาศการใช้งานตามปกติจนถึงวันที่ 11 กรกฎาคม
บทความเรื่อง "จีนเปิดตัวแพลตฟอร์มสังเคราะห์โปรตีนด้วย AI ในเซี่ยงไฮ้" ปรากฏครั้งแรกใน UAE Gazette: บันทึกการเปลี่ยนแปลงรายวันของสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์