Adaptyv Bio Revolusi Teknik Protein Menggunakan AI Generatif

Alat AI seperti ChatGPT secara dramatis mengubah cara teks, gambar, dan kode dibuat. Demikian pula, algoritma pembelajaran mesin dan AI generatif mengganggu metode konvensional dalam ilmu kehidupan dan mempercepat timeline dalam penemuan obat dan pengembangan bahan.

DeepMind’s AlphaFold adalah model pembelajaran mesin yang paling terkenal dalam domain ini. Ini memprediksi struktur 3D protein dari urutan asam amino dan telah digunakan oleh lebih dari satu juta peneliti dalam 18 bulan sejak rilis publiknya. Banyak alat AI lainnya telah muncul sejak saat itu, termasuk RFDiffusion yang baru-baru ini dibuka sumber, yang memungkinkan peneliti untuk membuat desain protein komputasi menggunakan hanya laptop mereka.

Namun, menerjemahkan desain komputasi ini menjadi protein yang nyata dan fungsional masih menjadi tantangan. Adaptyv Bio bertujuan untuk menangani masalah ini dengan pabrik protein generasi berikutnya. Dengan mengintegrasikan robotika canggih, mikrofluidika, dan teknik biologi sintetis, Adaptyv Bio sedang membangun platform full-stack untuk memungkinkan insinyur protein untuk memvalidasi desain protein AI yang dihasilkan.

Julian Englert, CEO dan co-pendiri Adaptyv Bio, mengatakan, “Protein adalah pusat dari biorevolusi, baik sebagai obat baru, enzim yang ditingkatkan untuk penelitian dan aplikasi industri, atau sebagai bahan dengan sifat unik. Sebagai perancang protein, Anda sekarang memiliki akses ke alat AI yang luar biasa seperti AlphaFold atau RFDiffusion. Namun, memvalidasi desain protein Anda di laboratorium untuk melihat apakah mereka bekerja tetap menjadi tantangan besar.”

Model AI berkembang dengan data untuk pelatihan dan meningkatkan prediksi mereka. Dengan menyederhanakan proses pembuatan data tentang efektivitas protein yang dirancang, Adaptyv Bio memungkinkan insinyur protein dan model AI untuk menerima lebih banyak umpan balik tentang desain mereka, membimbing mereka menuju protein yang berkinerja lebih baik.

Englert menambahkan, “Bayangkan AI dalam mobil self-driving. Untuk menjaga mobil tetap di jalan dan mencapai tujuannya, model AI memerlukan umpan balik yang ketat dengan mendapatkan banyak data berkualitas tinggi dari sensor kamera mobil. Prinsip yang sama berlaku untuk model AI yang merancang protein baru, dengan mekanisme umpan balik yang melibatkan pembuatan protein sebenarnya di laboratorium kami dan pengujian kinerjanya.”

Adaptyv Bio didirikan oleh sekelompok insinyur dari EPFL, Institut Teknologi Federal Swiss di Lausanne, yang termotivasi oleh proses yang memakan waktu dari melakukan eksperimen biologis di laboratorium. Pada 2022, mereka mengamankan $2,5 juta dalam pendanaan pra-benih dari Wingman Venture, setelah berpartisipasi dalam Y Combinator, akselerator startup paling selektif di dunia. Tim telah berkembang menjadi 12 insinyur dengan latar belakang yang beragam dalam biologi sintetis, mikroteknik, pengembangan perangkat lunak, dan pembelajaran mesin. Perusahaan ini berlokasi di kampus ilmu kehidupan Biopole yang baru dibangun di Lausanne, Swiss, di mana mereka mengembangkan teknologi mereka di fasilitas laboratorium canggih dengan pemandangan indah Danau Jenewa dan Alpen Swiss-Perancis.

Pabrik Adaptyv Bio berpusat pada sel kerja teknik protein—pengaturan otomatis yang disesuaikan, yang meminimalkan proses yang biasanya memerlukan beberapa mesin laboratorium, melakukan mereka secara paralel pada chip mikrofluidik kecil. Pengguna dapat menulis protokol eksperimental (atau memiliki AI menulis mereka) dan sel kerja menjalankan eksperimen secara otonom, sambil mengontrol dan memantau parameter eksperimen secara dekat. Semua data pengukuran diproses secara otomatis dan diunggah untuk memungkinkan pengguna untuk memperbarui model pembelajaran mesin mereka dengan setiap eksperimen.

Englert mengatakan, “Sel kerja kami sepenuhnya otomatis, menggunakan 1.000 kali lebih sedikit reagen daripada alternatif komersial yang tersedia, dan kami dapat menjalankan ribuan protein yang berbeda per hari pada setiap pengaturan individu. Untuk mempermudah aliran kerja eksperimental, kami telah mengembangkan banyak teknik biologi sintetis dan otomatisasi khusus. Selama 12 bulan ke depan, kami berencana untuk memperluas laboratorium kami lebih lanjut dan meningkatkan jumlah aplikasi desain protein yang kami dukung. Kami juga baru saja membuka akses awal untuk pengguna untuk mengirimkan proyek desain protein mereka kepada kami, dan kami mencoba untuk memasukkan proyek baru secepat mungkin.”

Untuk lebih mempercepat bidang teknik protein, Adaptyv Bio telah membuka sumber dua alat internal mereka yang telah mulai mendapatkan popularitas di kalangan peneliti dan insinyur di bidang ini. ProteinFlow adalah perpustakaan Python yang memungkinkan perancang protein untuk dengan mudah membuat dataset berkualitas tinggi untuk model AI yang lebih baik. Automancer adalah platform perangkat lunak yang dapat diperluas untuk menjalankan eksperimen otomatis, memungkinkan peneliti untuk membangun protokol eksperimental mereka sendiri dan mengintegrasikan berbagai instrumen laboratorium.

“Misi kami adalah untuk membuat teknik protein lebih mudah dan memungkinkan lebih banyak peneliti untuk merancang protein baru. Pertimbangkan protein yang menyusun mesin molekuler yang luar biasa di dalam setiap sel di tubuh kita. Bayangkan kemajuan teknologi yang dapat dibuat manusia jika kita bisa mulai merancang protein baru untuk obat pribadi, aplikasi industri seperti enzim baru, atau bahan yang lebih baik dan lebih berkelanjutan,” tambah Julian Englert.