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o sistema automatizado AI-conduzido pode ajudar a projectar caminhos bioquímicos produzir o lycopene

Os detalhes novos de um estudo do prova--conceito como um sistema automatizado conduzido pela inteligência artificial pode projectar, construir, testar e aprender caminhos bioquímicos complexos produzir eficientemente o lycopene, um pigmento vermelho encontraram nos tomates e de uso geral como uma coloração de alimento, abertura a porta a uma vasta gama de aplicações biossintéticas, pesquisadores relata.

Os resultados do estudo, que combinou uma plataforma robótico inteiramente automatizada chamaram o Illinois fundição biológica para Biomanufacturing avançado com AI para conseguir o biomanufacturing, são publicados nas comunicações da natureza do jornal.

Biofoundries é as fábricas que imitam as fundições que constroem semicondutores, mas são projectadas para sistemas biológicos em vez dos sistemas elétricos.

Huimin Zhao, um produto químico das Universidades de Illinois e professor biomolecular da engenharia que conduziram a pesquisa

Contudo, porque a biologia oferece muitos caminhos à produção química, os pesquisadores afirmam que um sistema conduzido pelo AI e capaz da escolha dos milhares de iterações experimentais está exigido para a automatização verdadeira.

Os esforços biofoundry precedentes produziram uma grande variedade de produtos tais como produtos químicos, combustíveis, e as pilhas e as proteínas projetadas, os pesquisadores disseram, mas aqueles estudos não foram executados em uma maneira inteiramente automatizada.

Do “os estudos passado na revelação biofoundry focalizada principalmente em somente uma do projecto, construção, teste e aprendem elementos,” Zhao disse. “Um pesquisador foi exigido ainda executar a análise de dados e planeá-la para a experiência seguinte. Nosso sistema, BioAutomata dublado, fecha o projecto, construção, teste e aprende o laço e deixa seres humanos fora do processo.”

BioAutomata terminou dois círculos da construção inteiramente automatizada e optimização do caminho da lycopene-produção, que inclui o projecto e a construção dos caminhos do lycopene, a transferência dos caminhos da ADN-codificação em pilhas de anfitrião, o crescimento das pilhas, e a extracção e a medida da produção do lycopene.

“BioAutomata podia reduzir o número de caminhos possíveis da lycopene-produção construídos sobre de 10.000 para baixo a aproximadamente 100 e criar uma quantidade aperfeiçoada de pilhas lycopene-overproducing dentro das semanas - extremamente reduzindo o tempo e o custo,” Zhao disse.

Zhao prevê biofoundries inteiramente automatizados ser uma revolução futura na fabricação esperta, não ao contrário de que automatização os fez para a indústria de automóvel.

“Cem anos há, os povos construíram carros à mão,” disse. “Agora, esse processo é uns agradecimentos muito mais econômicos e mais eficientes à automatização, e nós imaginamos o mesmos para o biomanufacturing dos produtos químicos e dos materiais.”

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