UC Davis εξασφαλίζει χρηματοδότηση από NSF για την προώθηση της μηχανικής πρωτεϊνών με AI

Επιχορηγήσεις NSF για την UC Davis στην μηχανική πρωτεϊνών

Η Πανεπιστημιακή Σχολή UC Davis έχει λάβει χρηματοδότηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) για δύο έργα που αξιοποιούν την τεχνητή νοημοσύνη (AI) με σκοπό την σχεδίαση και μηχανική πρωτεϊνών, που θα έχουν εφαρμογές στη βιομηχανία και την υγεία. Οι επιχορηγήσεις αυτές αποτελούν μέρος μιας συνολικής επένδυσης 32 εκατομμυρίων δολαρίων που ανακοινώθηκε στις 7 Αυγούστου από τη Διεύθυνση Τεχνολογίας, Καινοτομίας και Συνεργασιών του NSF (NSF TIP). Η χρηματοδότηση για την UC Davis ανέρχεται περίπου σε 1 εκατομμύριο δολάρια για τρία χρόνια.

Στρατηγική επένδυση στην βιοτεχνολογία

Οι δύο επιχορηγήσεις αποτελούν μέρος πέντε προγραμμάτων που ανακοίνωσε το NSF, με στόχο την επιτάχυνση της μετάφρασης προσεγγίσεων σχεδίασης πρωτεϊνών που βασίζονται στην AI και την ενεργοποίηση νέων εφαρμογών που είναι σημαντικές για τη βιοοικονομία των Ηνωμένων Πολιτειών, στο πλαίσιο του προγράμματος NSF USPRD. Αυτές οι προσπάθειες στοχεύουν στην ανακάλυψη νέων χρήσεων για αυτήν την τεχνολογία στη βιομηχανία βιοκατασκευής, στα προηγμένα υλικά και σε άλλες κρίσιμες βιομηχανίες. Απλά, το NSF USPRD αντιπροσωπεύει μια στρατηγική επένδυση στη διατήρηση της ηγεσίας της Αμερικής στη βιοτεχνολογία, σε μια εποχή έντονης παγκόσμιας ανταγωνιστικότητας.

Καινοτόμες εφαρμογές στην παραγωγή πρωτεϊνών

Η τεχνολογία AI έχει πρόσφατα επιτρέψει ταχεία πρόοδο στην πρόβλεψη των τρισδιάστατων δομών των πρωτεϊνών και στη χρήση αυτής της γνώσης για τη σχεδίαση νέων πρωτεϊνών με συγκεκριμένα, επιθυμητά χαρακτηριστικά. Η επένδυση του NSF στοχεύει να επεκτείνει αυτές τις εξελίξεις στη σχεδίαση ενζύμων και να επιταχύνει τη μετάφραση αυτής της εργασίας σε ευρέως διαδεδομένες, πραγματικές εφαρμογές.

Ένα από τα έργα συνεργάζεται με την Arzeda, μια βιοτεχνολογική εταιρεία που εδρεύει στο Σιάτλ, με στόχο την μετατροπή της παραγωγής ακρυλικών, που είναι ακριβές μόρια που χρησιμοποιούνται σε χρώματα, πλεξιγκλάς και υπερ-απορροφητικά υλικά. Το έργο αυτό έχει τη δυνατότητα να επιταχύνει την εμπορευματοποίηση της προηγμένης μηχανικής πρωτεϊνών, προωθώντας την καινοτομία και την ανάπτυξη στη βιοοικονομία των ΗΠΑ, με οφέλη και για τις βιομηχανίες και για τους καταναλωτές.

Η UC Davis θα καθοδηγηθεί από την Διευθύντρια Προγράμματος Ashley Vater (Κέντρο Γενωμικής) και τον Καθηγητή Justin Siegel (τμήματα Χημείας και Βιοχημείας και Μοριακής Ιατρικής, καθώς και διευθυντής του IIFH). Παράλληλα με τους στόχους έρευνας του έργου, η UC Davis θα ηγηθεί της επέκτασης του προγράμματος εκπαίδευσης «Design to Data», που αφορά τη σχεδίαση πρωτεϊνών, φέρνοντας αυτό το έργο στα χέρια χιλιάδων φοιτητών σε όλη τη χώρα.

Η ανθρώπινη γάλα περιέχει σύνθετους σακχάρες (ολιγοσακχαρίτες ανθρώπινου γάλακτος, ή HMOs) που είναι απαραίτητοι για την υγεία και ανάπτυξη των βρεφών, αλλά είναι δύσκολο να παραχθούν. Σε συνεργασία με την Novozymes, μια εταιρεία που εδρεύει στο Davis, αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσει προηγμένη μηχανική ενζύμων, μηχανική μάθηση και σύνθεση πρωτεϊνών χωρίς κύτταρα για την ανάπτυξη και βελτιστοποίηση εργαλείων για τη σύνθεση αυτών των ολιγοσακχαριτών. Αυτή η εργασία στοχεύει στην υπέρβαση των προκλήσεων στην παραγωγή βρεφικού γάλακτος και υποστηρίζει την ανάπτυξη νέων συστημάτων ενζύμων με εμπορικές ιδιότητες για ευρύτερες εφαρμογές στην ανθρώπινη υγεία και διατροφή.