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il sistema automatizzato AI guidato può contribuire a progettare le vie biochimiche per produrre il lycopene

Dettagli i nuovi di uno studio del proof of concept come un guidato dal sistema automatizzato da intelligenza artificiale può progettare, sviluppare, verificare ed imparare le vie biochimiche complesse per produrre efficientemente il lycopene, un pigmento rosso hanno trovato in pomodori e comunemente usato come colorante alimentare, aprente la porta a una vasta gamma di applicazioni biosintetiche, i ricercatori riferiscono.

I risultati dello studio, che ha combinato una piattaforma robot completamente automatizzata hanno chiamato l'Illinois fonderia biologica per il Biomanufacturing avanzato con AI per raggiungere il biomanufacturing, sono pubblicati nelle comunicazioni della natura del giornale.

Biofoundries è fabbriche che imitano le fonderie che costruiscono i semiconduttori, ma sono progettate per i sistemi biologici invece dei sistemi elettrici.

Huimin Zhao, un prodotto chimico dell'università dell'Illinois e professore biomolecolare di assistenza tecnica che piombo la ricerca

Tuttavia, perché la biologia offre molte vie a produzione chimica, i ricercatori asseriscono che un guidato dal sistema da AI e un capace di scelta da migliaia di ripetizioni sperimentali sono richiesti per automazione vera.

Gli sforzi biofoundry precedenti hanno prodotto un'ampia varietà di prodotti quali i prodotti chimici, combustibili e le celle e le proteine costruite, i ricercatori hanno detto, ma quegli studi non sono stati svolti in un modo completamente automatizzato.

“Gli studi di esperienza nello sviluppo biofoundry pricipalmente messo a fuoco su soltanto uno della progettazione, la configurazione, prova ed imparano gli elementi,„ Zhao ha detto. “Un ricercatore ancora è stato tenuto ad eseguire l'analisi di dati ed a pianificazione per l'esperimento seguente. Il nostro sistema, BioAutomata definito, chiude la progettazione, la configurazione, prova ed impara il ciclo e lascia gli esseri umani dal trattamento.„

BioAutomata ha completato due giri di costruzione completamente automatizzata e l'ottimizzazione della via di lycopene-produzione, che comprende la progettazione e la costruzione delle vie del lycopene, il trasferimento delle vie della DNA-codifica nelle cellule ospiti, la crescita delle celle e l'estrazione e la misura della produzione del lycopene.

“BioAutomata poteva diminuire il numero delle vie possibili di lycopene-produzione costruite oltre da 10.000 giù a circa 100 e creare una quantità ottimizzata di celle lycopene-overproducing nelle settimane - notevolmente diminuendo tempo e costo,„ Zhao ha detto.

Zhao prevede i biofoundries completamente automatizzati di essere un giro di motore futuro nella fabbricazione astuta, non a differenza di che automazione ha fatto per l'industria di automobile.

“Cento anni fa, la gente ha costruito a mano le automobili,„ ha detto. “Ora, quel trattamento è grazie molto più economici e più efficienti ad automazione ed immaginiamo lo stessi per il biomanufacturing dei prodotti chimici e dei materiali.„

Source:
Journal reference:

HamediRad, M. et al. (2019) Towards a fully automated algorithm driven platform for biosystems design. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-13189-z