Adaptyv Bio Rewolucjonizuje Inżynierię Białek Za Pomocą Sztucznej Inteligencji Generatywnej

Narzędzia AI, takie jak ChatGPT, dramatycznie zmieniają sposób generowania tekstu, obrazów i kodu. Podobnie, algorytmy uczenia maszynowego i sztuczna inteligencja generatywna zakłócają konwencjonalne metody w naukach biologicznych i przyspieszają terminy odkryć leków i rozwoju materiałów.

Model DeepMind’s AlphaFold jest prawdopodobnie najbardziej znanym modelem uczenia maszynowego w tym dziedzinie. Przewiduje strukturę trójwymiarową białka na podstawie jego sekwencji aminokwasowej i został wykorzystany przez ponad milion badaczy w 18 miesiącach od jego publicznej premiery. Od tego czasu pojawiło się wiele innych narzędzi AI, w tym niedawno udostępniony otwarcie RFDiffusion, który pozwala badaczom generować projekty białek komputacyjnych za pomocą tylko laptopa.

Jednakże, przekładanie tych projektów komputacyjnych na rzeczywiste, funkcjonalne białka pozostaje wyzwaniem. Adaptyv Bio ma na celu rozwiązanie tego problemu za pomocą swojej nowej generacji foundry białkowej. Poprzez integrację zaawansowanej robotyki, mikrofluidyki i syntetycznej biologii, Adaptyv Bio buduje platformę pełnej gamy, aby umożliwić inżynierom białek walidację ich projektów białek wygenerowanych przez AI.

Julian Englert, CEO i współzałożyciel Adaptyv Bio, powiedział: “Białka są centralne dla biorewolucji, czy to jako nowe leki, ulepszone enzymy do badań i zastosowań przemysłowych, czy jako materiały o unikalnych właściwościach. Jako projektant białek, masz teraz dostęp do niesamowitych nowych narzędzi AI, takich jak AlphaFold lub RFDiffusion. Jednakże, walidacja Twoich projektów białek w laboratorium, aby zobaczyć, czy działają, pozostaje ogromnym wyzwaniem.”

Modele AI prosperują na danych do szkolenia i poprawy ich predykacji. Poprzez uproszczenie procesu generowania danych o skuteczności zaprojektowanych białek, Adaptyv Bio umożliwia inżynierom białek i modelom AI otrzymywanie więcej informacji zwrotnej o ich projektach, prowadząc ich do lepiej działających białek.

Englert dodał: “Pomyśl o AI w samochodzie bezzałogowym. Aby utrzymać samochód na drodze i dojechać do celu, model AI potrzebuje ścisłej pętli informacji zwrotnej, uzyskując wiele wysokiej jakości danych z czujników kamery samochodu. Ten sam princip stosuje się do modelu AI projektującego nowe białka, z mechanizmem informacji zwrotnej obejmującym rzeczywiste tworzenie białek w naszym laboratorium i testowanie ich wydajności.”

Adaptyv Bio zostało założone przez grupę inżynierów z EPFL, Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie, zmotywowanych czasochłonnymi procesami prowadzenia eksperymentów biologicznych w laboratoriach. W 2022 roku zabezpieczyli 2,5 miliona dolarów w finansowaniu pre-seed od Wingman Venture, po udziale w Y Combinator, najbardziej wybiórczym akceleratorze startupów na świecie. Zespół od tego czasu rozrosnął się do 12 inżynierów z różnorodnymi tłem w syntetycznej biologii, mikroinżynierii, rozwoju oprogramowania i uczeniu maszynowym. Firma mieści się na nowo wybudowanym Biopole kampusie nauk o życiu w Lozannie, Szwajcarii, gdzie rozwijają swoją technologię w najnowocześniejszych laboratoriach z malowniczym widokiem na Jezioro Genewskie i Alpy Szwajcarsko-Francuskie.

Foundry Adaptyv Bio koncentruje się na komórkach inżynierii białek – niestandardowych, zautomatyzowanych zestawach, które miniaturyzują procesy, które zwykle wymagają kilku maszyn laboratoryjnych, wykonując je równolegle na małych mikrofluidycznych chipach. Użytkownicy mogą pisać protokoły eksperymentalne (lub mają AI, które je pisze) i komórki wykonują eksperymenty w sposób autonomiczny, ściśle kontrolując i monitorując parametry eksperymentów. Wszystkie dane pomiarowe są automatycznie przetwarzane i uploadowane, aby umożliwić użytkownikom udoskonalenie swoich modeli uczenia maszynowego przy każdym eksperymencie.

Englert powiedział: “Nasze komórki są w pełni zautomatyzowane, używają 1000 razy mniej odczynników niż jakakolwiek dostępna komercyjnie alternatywa i możemy prowadzić tysiące różnych białek dziennie na każdym zestawie. Aby przyspieszyć przepływ pracy eksperymentalnej, opracowaliśmy wiele niestandardowych technik syntetycznej biologii i automatyzacji. W ciągu najbliższych 12 miesięcy planujemy rozbudować nasze laboratorium i zwiększyć liczbę aplikacji projektowania białek, które możemy obsłużyć. Otworzyliśmy również wczesny dostęp dla użytkowników, aby mogli przesyłać swoje projekty białek do nas i staramy się uruchomić nowe projekty jak najszybciej.”

Aby dalej przyspieszyć dziedzinę inżynierii białek, Adaptyv Bio udostępniło otwarcie dwóch swoich wewnętrznych narzędzi, które już zaczęły zyskiwać popularność wśród badaczy i inżynierów w tej dziedzinie. ProteinFlow to biblioteka Pythona, która pozwala projektantom białek łatwo tworzyć wysokiej jakości zestawy danych dla lepszych modeli AI. Automancer to rozszerzalna platforma oprogramowania do prowadzenia zautomatyzowanych eksperymentów, umożliwiająca badaczom tworzenie własnych protokołów eksperymentalnych i integrowanie różnych instrumentów laboratoryjnych.

“Nasza misja polega na tym, aby uczynić inżynierię białek łatwiejszą i umożliwić większej liczbie badaczy projektowanie nowych białek. Pomyśl o białkach, które składają się na niesamowicie potężną maszynerię molekularną w każdej komórce naszego ciała. Wyobraź sobie, jaki postęp technologiczny ludzkość mogłaby osiągnąć, gdybyśmy mogli zacząć projektować nowe białka dla leków personalizowanych, zastosowań przemysłowych, takich jak nowe enzymy, lub lepsze, bardziej zrównoważone materiały,” dodał Julian Englert.