Adaptyv Bio يُحدث ثورة في هندسة البروتين باستخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي

تعمل أدوات الذكاء الاصطناعي مثل ChatGPT على تغيير طريقة إنشاء النصوص والصور والتعليمات البرمجية بشكل كبير. وعلى نحو مماثل، تعمل خوارزميات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي التوليدي على تعطيل الأساليب التقليدية في علوم الحياة وتسريع الجداول الزمنية في اكتشاف الأدوية وتطوير المواد.

ديب مايند AlphaFold يُعتبر نموذج التعلم الآلي الأشهر في هذا المجال. فهو يتنبأ بالبنية ثلاثية الأبعاد للبروتين من خلال تسلسل أحماضه الأمينية، وقد استخدمه أكثر من مليون باحث خلال ثمانية عشر شهرًا منذ إصداره للجمهور. وظهرت منذ ذلك الحين العديد من أدوات الذكاء الاصطناعي الأخرى، بما في ذلك أداة RFDiffusion المفتوحة المصدر مؤخرًا، والتي تتيح للباحثين إنشاء تصميمات بروتينية حاسوبية باستخدام أجهزة الكمبيوتر المحمولة فقط.

ومع ذلك ، فإن ترجمة هذه التصاميم الحسابية إلى بروتينات وظيفية ملموسة لا تزال تمثل تحديًا. يهدف Adaptyv Bio إلى معالجة هذه المشكلة من خلال مسبك البروتين من الجيل التالي. من خلال دمج الروبوتات المتقدمة ، وعلم الموائع الدقيقة ، وتقنيات البيولوجيا التركيبية ، تقوم Adaptyv Bio ببناء منصة متكاملة لتمكين مهندسي البروتين من التحقق من صحة تصميمات البروتين التي يولدها الذكاء الاصطناعي.

قال جوليان إنجليرت ، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة Adaptyv Bio ، "البروتينات أساسية للتطور الحيوي ، سواء كأدوية جديدة ، أو إنزيمات محسّنة للأبحاث والتطبيقات الصناعية ، أو كمواد ذات خصائص فريدة. كمصمم بروتين ، يمكنك الآن الوصول إلى أدوات الذكاء الاصطناعي الجديدة المذهلة مثل AlphaFold أو RFDiffusion. ومع ذلك ، فإن التحقق من صحة تصميمات البروتين الخاصة بك في المختبر لمعرفة ما إذا كانت تعمل لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا ".

تزدهر نماذج الذكاء الاصطناعي بالاعتماد على البيانات للتدريب وتحسين تنبؤاتها. من خلال تبسيط عملية توليد البيانات حول فعالية البروتينات المصممة ، يتيح Adaptyv Bio لمهندسي البروتين ونماذج الذكاء الاصطناعي تلقي المزيد من الملاحظات حول تصميماتهم ، وتوجيههم نحو بروتينات أفضل أداءً.

وأضاف إنجليرت ، تخيل الذكاء الاصطناعي في سيارة ذاتية القيادة. للحفاظ على سير السيارة على الطريق والوصول إلى وجهتها، يحتاج نموذج الذكاء الاصطناعي إلى حلقة تغذية راجعة محكمة من خلال الحصول على بيانات عالية الجودة من مستشعرات كاميرا السيارة. وينطبق المبدأ نفسه على نموذج ذكاء اصطناعي يُصمم بروتينات جديدة، حيث تتضمن آلية التغذية الراجعة إنشاء البروتينات فعليًا في مختبرنا واختبار أدائها.

تأسست Adaptyv Bio من قبل مجموعة من المهندسين من EPFL، المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان ، مدفوعًا بالعمليات التي تستغرق وقتًا طويلاً لإجراء التجارب البيولوجية في المختبرات. في عام 2022 ، حصلوا على 2.5 مليون دولار من التمويل الأولي من Wingman Venture ، بعد المشاركة في Y كومبيناتور، مُسرِّع الشركات الناشئة الأكثر انتقائيةً في العالم. توسّع الفريق منذ ذلك الحين ليضم 12 مهندسًا بخلفيات متنوعة في علم الأحياء التركيبي، والهندسة الدقيقة، وتطوير البرمجيات، والتعلم الآلي. تقع الشركة في المبنى الجديد الذي تم إنشاؤه بيوبول حرم علوم الحياة في لوزان ، سويسرا ، حيث يطورون تقنيتهم ​​في مرافق المختبرات المتطورة مع مناظر خلابة لبحيرة جنيف وجبال الألب السويسرية الفرنسية.

يتمحور مصنع Adaptyv Bio حول خلايا عمل هندسة البروتينات، وهي إعدادات آلية مخصصة تُصغّر العمليات التي تتطلب عادةً أجهزة مختبرية متعددة، وتُنفّذها بالتوازي على رقائق ميكروفلويدية صغيرة. يمكن للمستخدمين كتابة بروتوكولات تجريبية (أو الاستعانة بالذكاء الاصطناعي لكتابتها)، وتُنفّذ خلايا العمل التجارب بشكل مستقل، مع التحكم الدقيق في معلمات التجارب ومراقبتها. تُعالَج جميع بيانات القياس وتُحمَّل تلقائيًا لتمكين المستخدمين من تحسين نماذج التعلم الآلي الخاصة بهم مع كل تجربة.

قال إنجلرت ، خلايا عملنا مؤتمتة بالكامل، وتستخدم كواشف أقل بألف مرة من أي بديل تجاري متوفر، ويمكننا تشغيل آلاف البروتينات المختلفة يوميًا على كل إعداد. لتبسيط سير العمل التجريبي، طورنا العديد من تقنيات البيولوجيا التركيبية والأتمتة المخصصة. على مدار الاثني عشر شهرًا القادمة، نخطط لتوسيع نطاق مختبرنا وزيادة عدد تطبيقات تصميم البروتينات التي يمكننا دعمها. كما أتاحت مؤخرًا للمستخدمين إمكانية الوصول المبكر لتقديم مشاريع تصميم البروتينات الخاصة بهم إلينا، ونسعى إلى دعم مشاريع جديدة في أقرب وقت ممكن.

لزيادة تسريع مجال هندسة البروتين ، قامت Adaptyv Bio بفتح مصدر مفتوح لاثنين من أدواتها الداخلية التي بدأت بالفعل في اكتساب قوة جذب بين الباحثين والمهندسين في هذا المجال. تدفق البروتين هي مكتبة Python تسمح لمصممي البروتين بإنشاء مجموعات بيانات عالية الجودة بسهولة لنماذج أفضل للذكاء الاصطناعي. اوتومانسر هي عبارة عن منصة برمجية قابلة للتوسيع لإجراء تجارب آلية ، وتمكين الباحثين من بناء بروتوكولاتهم التجريبية الخاصة ودمج أدوات المختبر المختلفة.

مهمتنا هي جعل هندسة البروتين أسهل وتمكين المزيد من الباحثين من تصميم بروتينات جديدة. ضع في اعتبارك البروتينات التي تشكل الآلية الجزيئية القوية للغاية داخل كل خلية في جسمنا. تخيل نوع التقدم التكنولوجي الذي يمكن أن تحققه البشرية إذا تمكنا من البدء في تصميم بروتينات جديدة للأدوية الشخصية ، أو التطبيقات الصناعية مثل الإنزيمات الجديدة ، أو مواد أفضل وأكثر استدامة ، " وأضاف جوليان إنجليرت.