AI無需人干預(yù)設(shè)計新蛋白質(zhì)
科技日報訊 （記者張夢然）《自然·化學(xué)工程》創(chuàng)刊號1月12日發(fā)表一項研究，報道了一個能對蛋白質(zhì)進行工程改造的、由人工智能（AI）驅(qū)動的全自動機器人。研究結(jié)果是對無需人類干預(yù)的蛋白質(zhì)設(shè)計和構(gòu)建的一次概念驗證。
蛋白質(zhì)在所有生命形式中都起著重要作用。其各種功能廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)、化學(xué)和醫(yī)學(xué)。改造新的蛋白質(zhì)通常是個重復(fù)且費力的過程，有時甚至要好多年才能完成。由于生物性狀和實驗的復(fù)雜性，開發(fā)一個能持續(xù)運作不休息并能從產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)的全自動系統(tǒng)，一直是個挑戰(zhàn)。
美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校團隊此次設(shè)計了名為SAMPLE的機器人平臺。其能在沒有人類干預(yù)或反饋的情況下快速改造蛋白質(zhì)。該平臺由AI驅(qū)動，能學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)序列和功能間的關(guān)系，設(shè)計出新的蛋白質(zhì)后把這些蛋白質(zhì)送到機器人系統(tǒng)進行測試，再向AI算法進行反饋，提升其理解。
為測試該系統(tǒng)，研究人員用4個SAMPLE智能體改造出了耐熱性更好的酶。雖然搜索行為不同，但每個SAMPLE智能體都能發(fā)現(xiàn)熱穩(wěn)定性更好的酶。團隊估計，這個機器人系統(tǒng)或許只要幾周就能改造完這些蛋白質(zhì)，而同樣任務(wù)人類科學(xué)家可能需要6-12個月才能完成。
研究團隊指出，獲取資源延遲、機器人故障和系統(tǒng)宕機可能會影響該機器人研發(fā)蛋白質(zhì)的總耗時。他們提議可利用該系統(tǒng)協(xié)助科學(xué)家按需發(fā)現(xiàn)和設(shè)計蛋白質(zhì)。
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